(57)【要約】【課題】カーボンナノチューブ集合体のナノ炭素耐衝撃性材料製造における用途及びその製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、カーボンナノチューブ集合体のナノ炭素耐衝撃性材料製造における用途を開示し、前記カーボンナノチューブ集合体は少なくとも１つの連続面を有するマクロ構造であり、前記少なくとも１つの連続面内に複数のカーボンナノチューブが密集して分布され、かつ前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸する。本発明は、ナノ炭素耐衝撃性材料の製造方法も開示する。本発明のナノ炭素耐衝撃性材料は、優良な防護作用を実現でき、かつ同時に軽量、柔軟性に優れ、耐熱温度範囲も広く、折り曲げ可能、フィット性が高く、通気性に優れ、人体の体温と湿度バランス適合及び着用における快適性に優れているという利点があり、防弾・防刺・防爆材料等として幅広く応用させことができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カーボンナノチューブ集合体のナノ炭素耐衝撃性材料製造における用途であって、前記カーボンナノチューブ集合体は、少なくとも１つの連続面を有するマクロ構造であり、前記少なくとも１つの連続面内に複数のカーボンナノチューブが密集して分布され、かつ前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸することを特徴とする、用途。
【請求項２】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料が防弾複合材料であり、前記防弾複合材料は、
複数のカーボンナノチューブが密集して形成された２次元平面のマクロ構造を含む少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブで覆われる織物と、
を包括することを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブ集合体は、複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることで形成された２次元の平面構造を包括することを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項４】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料が防刺複合材料であり、かつ前記防刺複合材料は、
複数のカーボンナノチューブが密集して形成されたカーボンナノチューブ薄膜を含む少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ薄膜で覆われる柔軟な基布と、
を包括することを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項５】
前記カーボンナノチューブ集合体内の複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることでカーボンナノチューブ薄膜が形成されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の用途。
【請求項６】
積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体を包括し、各前記カーボンナノチューブ集合体が均しく２次元平面のマクロ構造を呈することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の用途。
【請求項７】
前記カーボンナノチューブ集合体は、複数の配向・配列の基本ユニットを包括し、各前記基本ユニットが複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることで形成された２次元の平面構造を包括することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の用途。
【請求項８】
積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体において、少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体は第１方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、少なくとも別の１つの前記カーボンナノチューブ集合体が第２方向に沿って配向・配列する複数の前記基本ユニットを含み、前記第１方向と前記第２方向との間が０〜１８０°の狭角となり、好ましくは４５〜１３５°であることを特徴とする、請求項７に記載の用途。
【請求項９】
複数の前記基本ユニットは、前記少なくとも１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化という形態になることを特徴とする、請求項７に記載の用途。
【請求項１０】
前記基本ユニット内の複数の前記カーボンナノチューブが無秩序に交り合わせることで、前記カーボンナノチューブ集合体を微細構造の無秩序化という形態になることを特徴とする、請求項７に記載の用途。
【請求項１１】
前記基本ユニットは、カーボンナノチューブ連続体が前記少なくとも１つの連続面上に沈着すると共に緻密化処理を経た後で形成された２次元の平面構造を包括し、前記カーボンナノチューブ連続体が複数の前記カーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することを特徴とする、請求項７に記載の用途。
【請求項１２】
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、請求項１１に記載の用途。
【請求項１３】
複数の前記カーボンナノチューブ連続体は、前記少なくとも１つの連続面上に連続的に沈着すると共に緻密化処理を経た後、複数の前記基本ユニットを形成することを特徴とする、請求項１１に記載の用途。
【請求項１４】
隣り合う２つの前記基本ユニットの縦方向周縁部の間は間隔をあけ、隣接又は互いに交差して配置されることを特徴とする、請求項７に記載の用途。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの連続面は、平面又は曲面とすることを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項１６】
隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間は、直接結合され、又は隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に接着剤層又はせん断増粘流体が更に設けられることを特徴とする、請求項７に記載の用途。
【請求項１７】
前記カーボンナノチューブ集合体の表面及び／又は内部にグラフェンが更に分布されることを特徴とする、請求項１〜４、請求項８〜１６のいずれか一項に記載の用途。
【請求項１８】
少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１本の前記カーボンナノチューブ上にグラフェンシートで覆うことを特徴とする、請求項１７に記載の用途。
【請求項１９】
少なくとも１つの前記グラフェンシートは、前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも２本のカーボンナノチューブの間に接合されることを特徴とする、請求項１７に記載の用途。
【請求項２０】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料は、複数のグラフェン集合体を更に包括し、前記複数のグラフェン集合体が少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体と固結されることを特徴とする、請求項１７に記載の用途。
【請求項２１】
少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体及び少なくとも１つの前記複数のグラフェン集合体は、２次元平面のマクロ構造を呈し、かつ前記少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体及び前記少なくとも１つの複数のグラフェン集合体が積層して設けられることを特徴とする、請求項２０に記載の用途。
【請求項２２】
前記カーボンナノチューブ集合体は、多孔質構造を有し、前記多孔質構造に含まれる孔の孔径が１０ｎｍ〜２００ｎｍで、空隙率が１０％〜６０％とすることを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項２３】
前記カーボンナノチューブ集合体は、自己支持性カーボンナノチューブ薄膜とすることを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項２４】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料全体は、軟質フィルム状又は片状の構造とすることを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項２５】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料の厚さは、１〜１００μｍであり、好ましくは５〜１５μｍであることを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項２６】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料の面密度は、２〜２０ｇ／ｍ２であり、好ましくは５〜１０ｇ／ｍ２であることを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項２７】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料の引張強度は、１０Ｍｐａ以上で、好ましくは９０ＭＰａ以上であり、より好ましくは２００ＭＰａ以上であり、弾性率が１０Ｇｐａ以上であり、好ましくは３０ＧＰａ以上であり、より好ましくは６０ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項２８】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料の耐熱温度範囲は、液体窒素温度〜５００℃とすることを特徴とする、請求項１に記載の用途。
【請求項２９】
前記カーボンナノチューブの管径は、２ｎｍ〜１００ｎｍとすることを特徴とする請求項１〜４、請求項８〜１６、請求項１８〜２８のいずれか一項に記載の用途。
【請求項３０】
前記カーボンナノチューブ集合体内のカーボンナノチューブ含有量は、９９ｗｔ％以上とすることを特徴とする請求項１〜４、請求項８〜１６、請求項１８〜２８のいずれか一項に記載の用途。
【請求項３１】
前記カーボンナノチューブ薄膜の応力≧１０ＭＰａ、伸び率≧２％となり、長手及び短手方向における引張応力の差の絶対値は長手或いは短手方向における引張応力の２０％より小さいか又は等しく、長手及び短手方向における切断時伸びの差の絶対値が長手或いは短手方向における切断時伸びの１０％より小さいか又は等しいことを特徴とする、請求項４に記載の用途。
【請求項３２】
前記カーボンナノチューブ薄膜の厚さは、前記柔軟な基布の厚さより小さいか又は等しいことを特徴とする、請求項４に記載の用途。
【請求項３３】
前記柔軟な基布を構成する高性能繊維の強度≧２．０ＧＰａ、弾性率≧８０ＧＰａ、伸び率が３〜５％とすることを特徴とする、請求項４に記載の用途。
【請求項３４】
前記柔軟な基布は、緯糸なし織物から選択され、前記緯糸なし織物の面密度が３５〜１８０ｇ／ｍ２とすることを特徴とする、請求項４、３２、３３のいずれか一項に記載の用途。
【請求項３５】
前記柔軟な基布と前記カーボンナノチューブ集合体は、ホットプレスで結合されることを特徴とする、請求項４、３２、３３のいずれか一項に記載の用途。
【請求項３６】
前記柔軟な基布及び前記カーボンナノチューブ集合体は、更に接着剤で接着され、前記接着剤はＰＶＡ、ケイ素類、ポリエチレン類又はポリウレタン類の接着剤等が挙げられることを特徴とする、請求項４、３２、３３のいずれか一項に記載の用途。
【請求項３７】
前記カーボンナノチューブ集合体及び／又は柔軟な基布の表面に樹脂薄膜が付着される。前記樹脂薄膜の材質は、エポキシ、ポリエチレン類或いはポリエステル類の化合物が挙げられることを特徴とする、請求項４、３２、３３のいずれか一項に記載の用途。
【請求項３８】
前記カーボンナノチューブ集合体は、カーボンナノチューブ薄膜で、かつ前記カーボンナノチューブ薄膜の前記基本ユニットの配向方向における強度が５０ＭＰａ〜１２ＧＰａであり、好ましくは１２０ＭＰａ〜１ＧＰａであり、前記配向方向に直交する強度が３０ＭＰａ〜１０ＧＰａであり、好ましくは６０ＭＰａ〜８００ＭＰａであることを特徴とする、請求項２に記載の用途。
【請求項３９】
前記織物を構成する単糸の引張強度は２２ＣＮ／ｄｔｅｘ以上であり、好ましくは３５ＣＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする、請求項２に記載の用途。
【請求項４０】
前記高性能繊維織物の面密度は、３５〜２２０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは１２０〜１６０ｇ／ｍ２であることを特徴とする、請求項２に記載の用途。
【請求項４１】
前記織物は、高性能繊維織物から選択され、前記高性能繊維織物は緯糸なし織物及び／又は交織布が挙げられ、
前記高性能繊維織物を構成する高性能繊維は、超高分子量ポリエチレン繊維、アラミド繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維のいずれか１種又は数種の組み合わせが挙げられることを特徴とする、請求項２、３９、４０のいずれか一項に記載の用途。
【請求項４２】
積層して設けられる少なくとも二層の織物及び／又は積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体を包括し、前記カーボンナノチューブ集合体がフィルム状であることを特徴とする、請求項２に記載の用途。
【請求項４３】
隣接する二層の前記織物間に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体が分布されることを特徴とする、請求項４２に記載の用途。
【請求項４４】
隣接する２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に少なくとも一層の前記織物が分布されることを特徴とする、請求項４２に記載の用途。
【請求項４５】
隣接する二層の前記織物が緯糸なし織物で、かつうちの一層の前記織物の経糸配向方向と他層の前記織物の経糸配向方向との間で０〜１８０°の狭角を成し、好ましくは４５°〜１３５°の狭角を成すことを特徴とする、請求項４２に記載の用途。
【請求項４６】
隣接する二層の前記織物間の少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の前記基本ユニットの配向方向は、うちの少なくとも１つの前記織物内の経糸配向方向と同じ、前記織物が緯糸なし織物であることを特徴とする、請求項４２に記載の用途。
【請求項４７】
少なくとも１つの前記織物の裏向ける両側表面に前記カーボンナノチューブ集合体が結合されることを特徴とする、請求項２、４２〜４６のいずれか一項に記載の用途。
【請求項４８】
うちの１つの前記織物が交織布で、かつ前記織物両側に分布する２つのフィルム状となる前記カーボンナノチューブ集合体の構造が対称となることを特徴とする、請求項２、４２〜４６のいずれか一項に記載の用途。
【請求項４９】
前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物との間は、真空処理、コールドプレス或いはホットプレス処理を経て密着することを特徴とする、請求項２、４２〜４６のいずれか一項に記載の用途。
【請求項５０】
前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物の間は、更に接着剤を通じて結合することを特徴とする、請求項２、４２〜４６のいずれか一項に記載の用途。
【請求項５１】
前記カーボンナノチューブ集合体の表面に第１接着剤分子が分布されることを特徴とする、請求項２、４２〜４６のいずれか一項に記載の用途。
【請求項５２】
前記織物の前記カーボンナノチューブ集合体とマッチする表面上に第２接着剤分子が分布され、前記第１接着剤分子と前記第２接着剤分子は、同一或いは異なることを特徴とする、請求項２、４２〜４６のいずれか一項に記載の用途。
【請求項５３】
前記防刺複合材料で製造された防刺構造を包括し、前記防刺構造は、積層して設けられる複数のサブユニットを含み、各サブユニットが前記防刺複合材料を含むことを特徴とする、請求項４に記載の用途。
【請求項５４】
前記防刺構造は、Ｎ個のサブユニットを包括し、Ｎが４の整数倍であることを特徴とする、請求項５３に記載の用途。
【請求項５５】
隣り合う２つの前記サブユニット内の１つの前記サブユニット内のカーボンナノチューブ集合体の基本ユニットは、第１方向に沿って配向・配列し、もう１つの前記サブユニット内のカーボンナノチューブ集合体の基本ユニットが第２方向に沿って配向・配列し、前記第１方向と前記第２方向との間が０〜１８０°の狭角となり、好ましくは４５〜１３５°の狭角となることを特徴とする、請求項５３、５４に記載の用途。
【請求項５６】
ナノ炭素耐衝撃性材料の製造方法であって、複数のカーボンナノチューブを用意し、該複数のカーボンナノチューブが密集することでカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ集合体が少なくとも１つの連続面を有するマクロ構造であり、前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸することを包括することを特徴とする、製造方法。
【請求項５７】
前記カーボンナノチューブの間のファンデルワールス力の作用を利用して少なくとも１つのカーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に集合させてから緻密化処理を行うことで、前記カーボンナノチューブ集合体を形成することを包括し、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数の前記カーボンナノチューブが交り合わせることで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することを特徴とする、請求項５６に記載の製造方法。
【請求項５８】
複数の前記カーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に連続的に集合させてから緻密化処理を行うことで、複数の配向の基本ユニットを含む前記カーボンナノチューブ集合体を形成させ、各前記基本ユニットは少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ連続体からなる２次元の平面構造を含むことを特徴とする、請求項５６、５７のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項５９】
複数の前記基本ユニットは、１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、従って前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化された形態になることを特徴とする、請求項５８に記載の製造方法。
【請求項６０】
隣り合う２つの前記基本ユニットの縦方向周縁部の間は間隔をあけ、隣接又は互いに交差して配置されることを特徴とする、請求項５８に記載の製造方法。
【請求項６１】
前記カーボンナノチューブ連続体は、複数の前記カーボンナノチューブが無秩序に交り合わせることで、形成された前記カーボンナノチューブ集合体を微細構造の無秩序化された形態になる、請求項５８に記載の製造方法。
【請求項６２】
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、請求項５７、５９、６０、６１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６３】
少なくとも２つの２次元平面のマクロ構造を呈する前記カーボンナノチューブ集合体を用意することと、
前記少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体を積層して設けることと、
を包括することを特徴とする、請求項５６、５７、５９、６０、６１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項６４】
前記少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体は、第１方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、少なくとも別の１つの前記カーボンナノチューブ集合体が第２方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、前記第１方向と前記第２方向との間が０〜１８０°の狭角を成し、好ましくは４５〜１３５°の狭角を成すことを特徴とする請求項６３に記載の製造方法。
【請求項６５】
前記少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体に加圧して一体構造として結合させ、又は、接着剤により前記少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体を一体構造として結合させることを特徴とする請求項６３に記載の製造方法。
【請求項６６】
前記連続面は、平面或いは曲面とすることを特徴とする請求項５６または５７に記載の製造方法。
【請求項６７】
隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に接着剤層又はせん断増粘流体が設けられることを包括することを特徴とする請求項６３に記載の製造方法。
【請求項６８】
接着剤及び／又は溶媒を使用或いは使用しないことで、前記緻密化処理を完成させることを包括することを特徴とする請求項５７に記載の製造方法。
【請求項６９】
前記カーボンナノチューブ集合体に対して加圧処理を行うことを包括することを特徴とする請求項５６、５７、５９、６０、６１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７０】
少なくともローラホットプレス、平面プレス機ホットプレスのうちのいずれか１種又は２種方式の組み合わせを選択して前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことを包括することを特徴とする請求項６９に記載の製造方法。
【請求項７１】
前記ホットプレス処理で用いる温度は、室温〜３００℃であり、好ましくは８０〜１２０℃であり、圧力が２〜５０Ｍｐａであり、好ましくは４〜８Ｍｐａであることを特徴とする請求項７０に記載の製造方法。
【請求項７２】
少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１本の前記カーボンナノチューブ上にグラフェンを覆うことを更に含むことを特徴とする、請求項５６、５７、５９、６０、６１、６４、６５、６７、６８、７０、７１のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７３】
前記カーボンナノチューブ集合体の形成過程中又は前記カーボンナノチューブ集合体が形成された後、少なくとも被覆、浸潤、浸漬、吹付塗装のうちのいずれか１種方式を選択してグラフェンと前記カーボンナノチューブ集合体を構成する複数の前記カーボンナノチューブとを結合させることを包括することを特徴とする請求項７２に記載の製造方法。
【請求項７４】
防刺複合材料の製造方法であって、
複数のカーボンナノチューブ連続体を１つの連続平面又は曲面上に連続的に集合させると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されてフィルム状のカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ連続体が複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することと、
前記カーボンナノチューブ集合体を柔軟な基布の表面に覆われることで、前記防刺複合材料になることと、
を包括することを特徴とする、製造方法。
【請求項７５】
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、請求項７４に記載の製造方法。
【請求項７６】
前記柔軟な基布及び前記柔軟な基布と結合される前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことを包括することを特徴とする請求項７４、７５のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項７７】
前記ホットプレス処理の条件は、温度が室温〜１４０℃で、圧力が１〜３０ＭＰａ、時間が１ｍｉｎ以上であることを特徴とする、請求項７６に記載の製造方法。
【請求項７８】
前記ホットプレス処理は、温度が１１０〜１２０℃で、圧力が１〜４ＭＰａ、時間が１０〜３０ｍｉｎである第１段階と、温度が１２０〜１４０℃で、圧力が１５〜３０ＭＰａ、時間が１〜３ｍｉｎである第２段階と、を包括し、
又は、温度が室温で、圧力が１〜３０ＭＰａ、時間が１〜３０ｍｉｎであることを特徴とする請求項７６に記載の製造方法。
【請求項７９】
防刺複合材料の製造方法であって、複数のカーボンナノチューブ連続体を柔軟な基布の表面上に連続的に集合させすると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されてフィルム状のカーボンナノチューブ集合体を形成させ、従って防刺複合材料になり、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することを包括することを特徴とする、製造方法。
【請求項８０】
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、請求項７９に記載の製造方法。
【請求項８１】
前記柔軟な基布及び前記柔軟な基布と結合される前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことを包括することを特徴とする請求項７９、８０のいずれか一項に記載の製造方法。
【請求項８２】
防弾複合材料の製造方法であって、
複数のカーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に連続的に集合させすると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されて２次元平面のマクロ構造を有するカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ連続体は複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することと、
前記カーボンナノチューブ集合体と織物の表面を固着して前記防弾複合材料になることと、
を包括することを特徴とする、製造方法。
【請求項８３】
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、請求項８２に記載の製造方法。
【請求項８４】
少なくとも二層の織物を積層して設けて基本構造ユニットを形成することと、
前記基本構造ユニットの少なくとも一側表面に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体、及び／又は前記基本構造ユニット内に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体を嵌め込むことと、
を包括することを特徴とする、請求項８２又は８３に記載の製造方法。
【請求項８５】
前記織物は緯糸なし織物で、少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の前記基本ユニットの配向方向が少なくとも１つ前記の織物内の経糸配向方向と同じであることを特徴とする、請求項８４に記載の製造方法。
【請求項８６】
前記織物が交織布で、かつ前記基本構造ユニットの裏向ける両側表面を覆う２つの前記カーボンナノチューブ集合体の構造が対称となることを特徴とする、請求項８４に記載の製造方法。
【請求項８７】
前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物の表面の間に接着剤を設けることで、前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物を接着させることを包括することを特徴とする、請求項８４に記載の製造方法。
【請求項８８】
少なくとも真空処理、ホットプレス、コールドプレスのうちのいずれか方式で前記織物と前記カーボンナノチューブ集合体の間の空気を追い出すことで、前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物を密着させることを包括することを特徴とする、請求項８４に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐衝撃性材料に関し、特に、カーボンナノチューブ集合体の防爆材料、防弾材料、防刺材料等のナノ炭素耐衝撃性材料製造における用途及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐衝撃性材料は、防爆・防刺・防弾材料等の武器、化学工業、交通、航空宇宙等を含む分野において均しく幅広く活用されている。従来の耐衝撃性材料は、主に金属材料、高分子材料、セラミック材料等が挙げられる。金属材料、セラミック材料は、形状及び構造の設計を経て良好な耐衝撃性能を生じることができるが、構造が重く、かつ均しく剛性を有し、使用時著しく運動性に影響を与えていた。高分子材料をベースとした耐衝撃性材料は、主に超高分子量ポリエチレン繊維、ポリアミド類繊維及びＰＢＯ類繊維等で製造されている。この種の耐衝撃性材料は、金属、セラミック等剛性の耐衝撃性材料に比べると、軽量等の利点を有するが、やはり比較的多くの不足が存在し、例えば超高分子量ポリエチレン繊維は耐熱性に劣り、最高耐熱温度が１２０℃より低く、ポリアミド類繊維は、紫外線及び水蒸気に弱く、これら高分子材料の密度は、やはり相対的に高い。よって、これら材料は、幾つかの分野の応用需要に適応することは困難である。例えば、個人保護材料とする時、これら高分子耐衝撃性材料で形成された保護構造が重く、着用快適性に劣り、通気性がないため、人体の動き及び運動性に影響を与えている。
【０００３】
従来耐衝撃性材料の不足に鑑み、研究者は更に様々な改善策を提出した。例えば、特許文献１では、高靭性繊維網で形成された織物基材を開示し、該基材に粘着層及びゴム層を粘着し、複数のこのようなユニットを積層して柔軟な防刺複合材料になり、材料の構造が複雑で、加工性に劣り、量産化製造に適しない。また特許文献２は、高性能繊維織物の表面に一定量の固体硬質ペレットを粘着することで、刃物による切り付け抵抗が高い。特許文献３では、無機ペレットをアラミド織物の表面に塗ることで材料の防刺性を改善するが、その構造が硬くなって着用快適性が下がってしまう。また特許文献４では、ナノ粒子を通じて高性能繊維織物と複合した後、更に熱可塑性樹脂と複合することで、大幅に耐衝撃性を向上でき、また重量を効果的に減少し、並びに材料自体の柔軟性が基本的に変化させない。次に、特許文献５では、カーボンナノチューブを接着剤内に溶かしてからＵＨＭＷＰＥ繊維上に塗布することで、ＵＨＭＷＰＥの耐熱性とクリープ特性及び機械強度等を効果的に向上できる。ただし、ナノ材料製造技術の不成熟により、前記解決策において表面のみを通じて接着剤内に少量のナノ材料を添加して防弾性を向上でき、ナノ材料の接着剤内に分散する均一性及び高性能繊維表面における堆積形態及び分布状況は、材料の防弾性に影響を及ぼすが、これら要因は均しく調整・制御しにくい。かつこれで形成した防弾材料は、やはり硬く、密度が大きく、重量が重く、人体のフィット性に劣り、着用快適性に劣り、人体の運動追従性に対しやはり著しく影響する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】中国特許第１０１２１８４８０号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００４８５３６号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／０１０５４７１号明細書
【特許文献４】中国特許第１０２０５８１８８号明細書
【特許文献５】中国特許出願公開第１００５６７６０６号明細書
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｓｃｉｅｎｃｅ，２００４年，３０４期，ｐ２７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来技術中の不足を克服するため、カーボンナノチューブ集合体の耐衝撃性材料製造における用途及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記発明の目的を達成するため、本発明が用いる技術的手段は、次を含む。
【０００８】
本発明の実施例は、カーボンナノチューブ集合体のナノ炭素耐衝撃性材料製造における用途を提供するものであり、前記カーボンナノチューブ集合体は少なくとも１つの連続面を有するマクロ構造であり、前記少なくとも１つの連続面内に複数のカーボンナノチューブが密集して分布され、かつ前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸する。
【０００９】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体の表面及び／又は内部は、グラフェン材料等を更に複合させることができる。
【００１０】
本発明の実施例は、ナノ炭素耐衝撃性材料の製造方法を提供し、前記製造方法は複数のカーボンナノチューブを用意し、該複数のカーボンナノチューブが密集することでカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ集合体が少なくとも１つの連続面を有するマクロ構造であり、前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸することを包括する。
【００１１】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体の表面及び／又は内部は、グラフェン材料等を更に複合させることができる。
【００１２】
前記実施例において、カーボンナノチューブ集合体からなるナノ炭素耐衝撃性材料を用いることで、カーボンナノチューブの中空構造を利用して大量の衝撃エネルギーを吸収し、材料が加圧された時、カーボンナノチューブとカーボンナノチューブとの間の微細構造の変化、例えばカーボンナノチューブが引き裂かれ、圧し潰され、カーボンナノチューブとカーボンナノチューブとの間の接合部破壊等の変化を通じてエネルギーを吸収し、優良な防護作用を実現でき、かつ同時に軽量、柔軟性に優れ、耐熱温度範囲も広く（約液体窒素温度〜５００℃）、折り曲げ可能、フィット性が高く、通気性に優れ、人体の体温と湿度バランス適合及び着用における快適性に優れているという利点があり、防弾・防刺・防爆材料等として幅広く応用させことができる。
【００１３】
更に、本発明の実施例は、カーボンナノチューブ集合体の防刺複合材料製造における用途を提供し、前記カーボンナノチューブ集合体は複数のカーボンナノチューブが密集して形成された２次元平面のマクロ構造を含む。
【００１４】
更に、本発明の実施例で提供する防刺複合材料は、
複数のカーボンナノチューブが密集して形成されたカーボンナノチューブ薄膜を含む少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ薄膜で覆われる柔軟な基布と、
を包括する。
【００１５】
好ましくは、前記カーボンナノチューブ集合体は、複数配向・配列の基本ユニットを包括し、該複数の基本ユニットが１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化、微細構造の無秩序化という形態になり、前記連続面が平面又は曲面である。各基本ユニットは、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成された２次元の平面構造を包括する。
【００１６】
幾つかの実施形態において、複数のカーボンナノチューブ連続体は、前記連続面上に連続的に集合すると共に緻密化処理を経た後で複数の前記基本ユニットが形成され、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈する。
【００１７】
更に、前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成される。
【００１８】
本発明の実施例は、防刺構造を更に提供し、前記防刺構造は積層して設けられる複数のサブユニットを含み、各サブユニットが前記防刺複合材料を含む。
【００１９】
本発明の実施例は、防刺複合材料の製造方法を更に提供し、前記防刺複合材料の製造方法は、
複数のカーボンナノチューブ連続体を１つの連続平面又は曲面上に連続的に集合させすると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されてフィルム状のカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ連続体が複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することと、
前記カーボンナノチューブ集合体を柔軟な基布の表面に覆われることで、前記防刺複合材料になることと、
を包括する。
【００２０】
本発明の実施例は、防刺複合材料の製造方法を更に提供し、前記防刺複合材料の製造方法は複数のカーボンナノチューブ連続体を柔軟な基布の表面上に連続的に集合させすると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されてフィルム状のカーボンナノチューブ集合体を形成させ、従って防刺複合材料になり、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することを包括する。
【００２１】
前記実施例において、カーボンナノチューブ集合体、特に、柔軟なカーボンナノチューブ薄膜を柔軟な基布と結合し、特に柔軟なカーボンナノチューブ薄膜を高性能繊維織物表面に粘着することで防刺複合材料になり、刃先の切り付けによる抵抗が高く、突き刺さされる力を受け止め、かつ刃物の運動エネルギーを効果的に分散及び吸収し、高性能繊維の移動も効果的にけん制し、繊維織物面内の不均一率を下げることができ、同時に前記防刺複合材料構造が軽量で、柔軟性に優れ、着用時も人体の動きに影響を与えず、かつ優れた耐熱性、耐紫外線及び水蒸気環境のような優れた耐環境性を持っている。
【００２２】
更に、本発明の実施例は、カーボンナノチューブ集合体の防弾複合材料製造における用途を提供する。
【００２３】
好ましくは、本発明の実施例で提供する防弾複合材料は、
複数のカーボンナノチューブが密集して形成された２次元平面のマクロ構造を含む少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブで覆われる織物と、
を包括する。
【００２４】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、複数の配向・配列の基本ユニットを包括し、各基本ユニットが複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることで形成された２次元の平面構造を包括する。
【００２５】
幾つかの実施形態において、複数の基本ユニットは、１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化、微細構造の無秩序化という形態になる。
【００２６】
幾つかの実施形態において、複数のカーボンナノチューブ連続体は、前記連続面上に連続的に集合すると共に緻密化処理を経た後で複数の前記基本ユニットが形成される。前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成される。
【００２７】
前記織物は、高性能繊維織物から選択される。
【００２８】
本発明の実施例は、防弾複合材料の製造方法を提供し、前記防弾複合材料の製造方法は、
複数のカーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に連続的に集合させすると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されて２次元平面のマクロ構造を有するカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ連続体は複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することと、
前記カーボンナノチューブ集合体と織物の表面を固着して前記防弾複合材料になることと、
を包括する。
【発明の効果】
【００２９】
前記実施例において、カーボンナノチューブ集合体からなるナノ炭素耐衝撃性材料及び織物、特に高性能繊維織物を複合してなる防弾複合材料を用いることで、カーボンナノチューブの中空構造を利用して大量の衝撃エネルギーを吸収し、材料が外部負荷を受けた時、カーボンナノチューブとカーボンナノチューブとの間の微細構造の変化、例えばカーボンナノチューブが引き裂かれ、圧し潰され、カーボンナノチューブとカーボンナノチューブとの間の接合部破壊等の変化を通じてエネルギーを吸収し、従って優良な防護作用を実現し、同時に本発明の防弾複合材料は更に質感が軽く柔らかく、密度が小さく（１ｇ／ｃｍ３未満)、防弾性に優れ（高効率の銃弾の変形及びエネルギー吸収性）、耐衝撃性が高く、耐熱性に優れ（短時間で４００℃以上の環境でも使用でき、長時間で温度２００℃以上の環境でも使用可能）、並びに人体の曲面にフィットする等の特性を持つ。
【００３０】
以下、本発明の実施例又は従来技術内の技術的解決策を明確に説明するため、実施例又は従来技術の記述中に使用する必要がある添付属図面を簡単に説明する。下記添付属図面は、僅か本発明の若干の実施例を説明するものであって、当業者にとって格別の創意工夫を要すものではないとして、それら添付属図面に示す構造に基づいてその他の添付属図面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一つの代表的な実施例におけるホットプレス機によるナノ炭素薄膜のプレス処理を示す模式図である。
【図２】本発明の一つの代表的な実施例に係るナノ炭素耐衝撃性材料の薄膜の写真である。
【図３】本発明の一つの代表的な実施例に係るナノ炭素耐衝撃性材料の薄膜のＴＥＭ写真である。
【図４】本発明の一つの代表的な実施例に係るナノ炭素耐衝撃性材料の薄膜内に含まれるカーボンナノチューブのＴＥＭ写真である。
【図５ａ】本発明の一つの代表的な実施例に係る直交積層されたナノ炭素耐衝撃性材料の構造を示す模式図である。
【図５ｂ】本発明の一つの代表的な実施例に係る多角度積層されたナノ炭素耐衝撃性材料の構造を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の実施例の一つの態様では、カーボンナノチューブ集合体の衝撃性材料、特にナノ炭素耐衝撃性材料製造における用途を提供するものであり、前記カーボンナノチューブ集合体は少なくとも１つの連続面を有するマクロ構造であり、前記少なくとも１つの連続面内に複数のカーボンナノチューブが密集して分布され、かつ前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸する。
【００３３】
前記“密集分布”は、交差、交り合わせ、巻き付け、並行配列又はその他の適した方式のうちのいずれか１種或いは数種の組み合わせが含まれる。
【００３４】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、複数のカーボンナノチューブが密集して成る多孔質集合体を含む。
【００３５】
前記“密集”は、秩序又は無秩序な交差、無秩序の交り合わせ、秩序又は無秩序な巻き付け、或いはその他の適した方式が含まれる。
【００３６】
又は、幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体も密集に配列する複数の配向カーボンナノチューブを含むことができ、例えば超整列カーボンナノチューブアレイで構成されることができる。
【００３７】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、複数のカーボンナノチューブが密集して形成された２次元の平面構造を含む。例えば前記カーボンナノチューブ集合体はカーボンナノチューブ層又は自己支持性カーボンナノチューブ薄膜として呈することができる。
【００３８】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、複数のカーボンナノチューブを交り合わせることで形成された２次元の平面構造を包括する。交り合わせる方式は、秩序又は無秩序とすることができる。
【００３９】
幾つかの実施形態において、前記ナノ炭素耐衝撃性材料は、積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体を包括し、各カーボンナノチューブ集合体が均しく２次元平面のマクロ構造を呈する。
【００４０】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、複数の配向・配列の基本ユニットを包括し、各基本ユニットは複数のカーボンナノチューブにより交り合わされ、例えば無秩序に交り合うことで形成された２次元の平面構造を包括する。
【００４１】
幾つかの好適な実施形態において、前記ナノ炭素耐衝撃性材料は、積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体を包括し、少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体が第１方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、少なくとも別の１つの前記カーボンナノチューブ集合体が第２方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、該第１方向と第２方向との間が０〜１８０°の狭角となる。更に、該第１方向と第２方向との間の夾角は、０°又は１８０°にならず、例えば４５°〜１３５°内のいずれかの適した角度とすることができる。
【００４２】
幾つかの好適な実施形態において、複数の前記基本ユニットは前記少なくとも１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化という形態になる。
【００４３】
更に、前記基本ユニット内の複数のカーボンナノチューブが無秩序に交り合わせることで、前記カーボンナノチューブ集合体を微細構造の無秩序化という形態になる。本願の発明者は、偶然にこのようなマクロ構造の秩序化、微細構造の無秩序化という特殊構造を有するナノ炭素耐衝撃性材料が他のカーボンナノチューブ集合形式を有するナノ炭素耐衝撃性材料に比べると、耐衝撃性等の面においてより多くの利点があることを発見し、可能な原因は該特殊構造を有するナノ炭素耐衝撃性材料において、一方、カーボンナノチューブの独自構造により大量の衝撃エネルギーを吸収させることができ、もう一方、カーボンナノチューブとカーボンナノチューブとの間に緻密なネットワーク及び豊富なインターフェースがあるため、十分にマッチさせることができ、従って優れた耐衝撃性を持たせる。
【００４４】
幾つかの好適な実施形態において、前記基本ユニットは、カーボンナノチューブ連続体が前記少なくとも１つの連続面上に沈着すると共に緻密化処理を経た後で形成された２次元の平面構造を包括し、前記カーボンナノチューブ連続体が複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈する。
【００４５】
更に、前記カーボンナノチューブ連続体は、化学気相成長法、特に浮遊触媒法で製造して形成される。幾つかの実施例において、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、密閉型又は開放型の円筒状となり、かつ一定の長さを有し、一定の基材上に沈着され、緻密化処理を経た後、線状を呈する前記基本ユニットを形成できる。
【００４６】
更に具体的には、前記カーボンナノチューブ連続体の製造工程は、従来の幾つかの文献、例えば非特許文献１を参照できる。一つの代表的な実施例において、前記カーボンナノチューブ連続体の製造方法は、
反応炉の温度を１１００℃〜１６００℃に上昇させ、温度の安定性を維持し、前記反応炉内にキャリアガスを吹き込むステップＳ１と、
液相炭素源を炭素源注入ポンプにより注入し、液相炭素源が順次に炭素源輸送管、オリフィスを通過した後均一に炭素源注入管の炭素源注入管芯に入るステップＳ２と、
液相炭素源を気化するステップＳ３と、
キャリアガスによって気化後の炭素源を前記反応炉の高温ゾーン内に運んでカーボンナノチューブ集合体が生成されるステップＳ４と、
を包括する。
【００４７】
前記液相炭素源は、エタノール、フェロセン、チオフェンの混合溶液等とすることができる。例えばエタノールの重量パーセントは９０〜９９．９％で、フェロセンの重量パーセントが０．１〜５％で、チオフェンの重量パーセントが０．１〜５％である。前記キャリアガスは、水素ガス及び窒素ガス又は水素ガス及び不活性ガスの混合ガスであり、例えば水素ガスの体積パーセントが１〜１００％，不活性ガスがアルゴンガス又はヘリウムガスで、キャリアガス流量が１〜１５Ｌ／ｍｉｎとする。
【００４８】
幾つかの実施形態において、複数のカーボンナノチューブ連続体は、前記少なくとも１つの連続面上に連続的に沈着すると共に緻密化処理を経た後、複数の前記基本ユニットを形成する。
【００４９】
好ましくは、隣り合う２つの基本ユニットの縦方向周縁部の間は一定距離をあけ、隣接又は互いに交差して配置される。更に、隣り合う２つの基本ユニットの間の距離は、できる限り小さく、隣り合う２つの基本ユニットの間をより一層マッチ又は互いに支えることで、更に前記ナノ炭素耐衝撃性材料の信頼性及び耐衝撃強度を向上させる。
【００５０】
更に、前記少なくとも１つの連続面は、平面又は曲面とする。
【００５１】
幾つかの実施形態において、前記ナノ炭素耐衝撃性材料が積層して設けられる少なくとも２つの２次元平面のマクロ構造を呈するカーボンナノチューブ集合体（カーボンナノチューブ薄膜と考えられてもよい）を包括する時、隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間は、コールドプレス、ホットプレス等の方式を通じて直接結合できる。カーボンナノチューブは、高比表面積の特性を持つため、各カーボンナノチューブ集合体をしっかりと結合させると共に前記ナノ炭素耐衝撃性材料の環境耐候性を向上させることができ、かつ接着剤の使用等でもたらす幾つかの問題を避けることができる。
【００５２】
当然幾つかの実施形態において、前記ナノ炭素耐衝撃性材料が積層して設けられる少なくとも２つの２次元平面のマクロ構造を呈するカーボンナノチューブ集合体（カーボンナノチューブ薄膜と考えられてもよい）を包括する時、隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に接着剤層が設けられることができる。
【００５３】
幾つかの実施形態において、前記ナノ炭素耐衝撃性材料が積層して設けられる少なくとも２つの２次元平面のマクロ構造を呈するカーボンナノチューブ集合体（カーボンナノチューブ薄膜と考えられてもよい）を包括する時、隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間にせん断増粘流体が更に設けられことができる。
【００５４】
幾つかの好ましい実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体の表面及び／又は内部にグラフェンが更に分布される。
【００５５】
例えば少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１本のカーボンナノチューブ上にグラフェンシートを覆う。
【００５６】
又は、例えば少なくとも１つのグラフェンシートは、前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも２本のカーボンナノチューブの間に接合される。
【００５７】
又は、例えば前記ナノ炭素耐衝撃性材料は、複数のグラフェン集合体を更に包括し、前記複数のグラフェン集合体が少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体と固結される。
【００５８】
又は、例えば少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体及び少なくとも１つの前記複数のグラフェン集合体は、２次元平面のマクロ構造を呈し、かつ該少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体及び該少なくとも１つの複数のグラフェン集合体が積層して設けられる。
【００５９】
前記実施形態において、カーボンナノチューブとグラフェンの複合を通じてグラフェン大面積の構造特徴を更に利用して応力波を分散し、耐衝撃性材料が単位面積で受けた衝撃エネルギーを低下させ、従って防護効果を更に向上できる。
【００６０】
前記各実施形態において、前記カーボンナノチューブの管径は、２ｎｍ〜１００ｎｍとすることができ、また単層、二層、多層カーボンナノチューブのうちのいずれか１種又は数種の組み合わせから選択させることができる。
【００６１】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、２次元平面のマクロ構造、例えば自己支持性カーボンナノチューブ薄膜とする場合、前記カーボンナノチューブ薄膜の応力≧１０ＭＰａ、伸び率≧２％となり、長手及び短手方向における引張応力の差の絶対値は長手或いは短手方向における引張応力の２０％より小さいか又は等しく、長手及び短手方向における切断時伸びの差の絶対値が長手或いは短手方向における切断時伸びの１０％より小さいか又は等しい。
【００６２】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、多孔質構造を有し、前記多孔質構造に含まれる孔の孔径が１０ｎｍ〜２００ｎｍで、空隙率が１０％〜６０％とする。このような多孔質構造の存在は、前記カーボンナノチューブ集合体の力学特性に大きな影響を受けない以外に、前記カーボンナノチューブ集合体に良好な透気性を持たせることができる。
【００６３】
幾つかの実施形態において、前記ナノ炭素耐衝撃性材料全体は、軟質フィルム状又は片状の構造とする。
【００６４】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の厚さは、１〜１００μｍであり、好ましくは５〜１５μｍである。
【００６５】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の面密度は、２〜２０ｇ／ｍ２であり、好ましくは５〜１０ｇ／ｍ２である。
【００６６】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の引張強度は、１０ＭＰａ以上で、弾性率が１０ＧＰａ以上とする。
【００６７】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の引張強度は、９０Ｍｐａ以上で、好ましくは２００ＭＰａ以上であり、弾性率が３０Ｇｐａ以上で、好ましくは６０ＧＰａ以上である。
【００６８】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の耐熱温度範囲は、液体窒素温度〜５００℃とする。
【００６９】
本発明の実施例の別の態様で提供する耐衝撃性構造は、前に述べたいずれかのナノ炭素耐衝撃性材料を含む。
【００７０】
幾つかの実施形態において、前記耐衝撃性構造は、前記ナノ炭素耐衝撃性材料と結合する基材を更に含み、前記基材が硬質又は柔軟なものとすることができ、人体の防護に応用された時、前記基材は柔軟な通気性基材であることが好ましい。
【００７１】
本発明の実施例の更なる態様で提供する前記ナノ炭素耐衝撃性材料の製造方法は、複数のカーボンナノチューブを用意し、該複数のカーボンナノチューブが密集することでカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ集合体が少なくとも１つの連続面を有するマクロ構造であり、前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸することを包括する。
【００７２】
幾つかの実施形態において、前記製造方法は、カーボンナノチューブの間のファンデルワールス力の作用を利用して少なくとも１つのカーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に集合させてから緻密化処理を行うことで、カーボンナノチューブ集合体を形成することを包括し、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブが交り合わせることで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈する。
【００７３】
更に、複数のカーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に連続的に集合させてから緻密化処理を行うことで、複数の配向の基本ユニットを含むカーボンナノチューブ集合体を形成させ、各基本ユニットは少なくとも１つのカーボンナノチューブ連続体からなる２次元の平面構造を含む。
【００７４】
更に、複数の前記基本ユニットは、１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、従って前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化された形態になる。
【００７５】
前記連続面は、幾つかの基材から提供され、例えば加圧ロールの円弧形受取面、ポリマー薄膜、織物等とすることができるが、これに限定されない。よって、前記連続面は、平面又は曲面とすることができる。
【００７６】
更に、隣り合う２つの基本ユニットの縦方向周縁部の間は間隔をあけ、隣接又は互いに交差して配置させることができる。
【００７７】
更に、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブが無秩序に交り合わせることで、形成された前記カーボンナノチューブ集合体を微細構造の無秩序化された形態になる。
【００７８】
更に、浮遊触媒法で製造して前記カーボンナノチューブ連続体を形成させることができる。
【００７９】
幾つかの実施形態において、前記製造方法は、
少なくとも２つの２次元平面のマクロ構造を呈する前記カーボンナノチューブ集合体を用意することと、
該少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体を積層して設けることと、
を更に含む。
【００８０】
更に、該少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体は、第１方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、少なくとも別の１つの前記カーボンナノチューブ集合体が第２方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、該第１方向と第２方向との間が０〜１８０°の狭角、特に４５〜１３５°の狭角を成し、好しくは４５°、９０°、１３５°等である。
【００８１】
更に、該少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体に加圧して一体構造として結合させることができる。
【００８２】
更に、接着剤により該少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体を一体構造として結合させることができる。
【００８３】
更に、前記製造方法は、隣接に設けられる２つのカーボンナノチューブ集合体の間に接着剤層又はせん断増粘流体が設けられることを更に含むことができる。
【００８４】
更に、前記製造方法は、使用或いは者不使用接着剤及び／又は溶媒を使用或いは使用しないことで、前記緻密化処理を完成させることを更に含む。前記接着剤は、前記に挙げられるものから選択されることができるが、これに限定されない。前記溶媒は、水、有機溶媒（例えばエタノール等）又は無機物或いは有機物を含有する溶液から選択させることができる。
【００８５】
幾つかの実施形態において、前記製造方法は、前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことで、その中のカーボンナノチューブ分布の緻密度を向上することを更に含む。
【００８６】
更に、少なくともローラホットプレス、平面プレス機ホットプレスのうちのいずれか１種又は２種方式の組み合わせを選択して前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことができる。
【００８７】
前記ホットプレス処理で用いる温度は、室温〜３００℃が好ましく、圧力は２〜５０Ｍｐａが好ましい。
【００８８】
幾つかの好ましい実施形態において、前記製造方法は、少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１本のカーボンナノチューブ上にグラフェンを覆うことを更に含む。
【００８９】
更に、前記製造方法は、前記カーボンナノチューブ集合体の形成過程中又は前記カーボンナノチューブ集合体が形成された後、少なくとも被覆、浸潤、浸漬、吹付塗装のうちのいずれか１種方式を選択してグラフェンと前記カーボンナノチューブ集合体を構成する複数のカーボンナノチューブとを結合させることを更に含む。
【００９０】
本発明の実施例の一つの態様では、カーボンナノチューブ集合体の防刺複合材料製造における用途を提供する。
【００９１】
更に、前記防刺複合材料は、
複数のカーボンナノチューブが密集して形成されたカーボンナノチューブ薄膜を含む少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ薄膜で覆われる柔軟な基布と、
を包括する。
【００９２】
ここで“密集”の定義は、先に述べた通りとする。例えば実現可能な解決策の一つとして前記カーボンナノチューブ集合体も密集に配列する複数の配向カーボンナノチューブも包括でき、例えば超整列カーボンナノチューブアレイで前記カーボンナノチューブ薄膜を構成できる。
【００９３】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体内の複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることでカーボンナノチューブ薄膜を形成する。交り合わせる方式は、秩序又は無秩序とすることができる。
【００９４】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、自己支持性カーボンナノチューブ薄膜として呈することができる。
【００９５】
幾つかの好適な実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、複数の配向・配列の基本ユニットを包括し、各基本ユニットは複数のカーボンナノチューブにより交り合うことで形成された２次元の平面構造を包括する。
【００９６】
更に、複数の前記基本ユニットは、前記少なくとも１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化という形態になり、前記連続面が平面又は曲面とする。
【００９７】
更に、前記基本ユニット内の複数のカーボンナノチューブが無秩序に交り合わせることで、前記カーボンナノチューブ集合体を微細構造の無秩序化という形態になる。本願の発明者は、偶然にこのようなマクロ構造の秩序化、微細構造の無秩序化という特殊構造を有するナノ炭素耐衝撃性材料が他のカーボンナノチューブ集合形式を有するナノ炭素耐衝撃性材料に比べると、耐衝撃性等の面においてより多くの利点があることを発見し、可能な原因は該特殊構造を有するナノ炭素耐衝撃性材料において、一方、カーボンナノチューブの独自構造により大量の衝撃エネルギーを吸収させることができ、もう一方、カーボンナノチューブとカーボンナノチューブとの間に緻密なネットワーク及び豊富なインターフェースがあるため、十分にマッチさせることができ、従って優れた耐衝撃性を持たせる。
【００９８】
幾つかの好ましい実施形態において、複数のカーボンナノチューブ連続体は、前記連続面上に連続的に集合すると共に緻密化処理を経た後で複数の前記基本ユニットが形成され、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈する。
【００９９】
更に、前記カーボンナノチューブ連続体は、化学気相成長法、特に浮遊触媒法で製造して形成される。幾つかの実施例において、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、密閉型又は開放型の円筒状となり、かつ一定の長さを有し、一定の基材上に沈着され、緻密化処理を経た後、線状を呈する前記基本ユニットを形成できる。
【０１００】
前記カーボンナノチューブ連続体の製造工程は、先に述べた通りとする。
【０１０１】
好ましくは、隣り合う２つの基本ユニットの縦方向周縁部の間は一定距離をあけ、隣接又は互いに交差して配置される。更に、隣り合う２つの基本ユニットの間の距離は、できる限り小さく、隣り合う２つの基本ユニットの間をより一層マッチ又は互いに支えることで、更に前記ナノ炭素耐衝撃性材料の信頼性及び耐衝撃強度を向上させる。
【０１０２】
幾つかの好ましい実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体の表面及び／又は内部にグラフェンが更に分布される。
【０１０３】
例えば少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１本のカーボンナノチューブ上にグラフェンシートを覆う。
【０１０４】
又は、例えば少なくとも１つのグラフェンシートは、前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも２本のカーボンナノチューブの間に接合される。
【０１０５】
又は、例えば前記ナノ炭素耐衝撃性材料は、複数のグラフェン集合体を更に包括し、前記複数のグラフェン集合体が少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体と固結される。
【０１０６】
又は、例えば少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体及び少なくとも１つの前記複数のグラフェン集合体は、２次元平面のマクロ構造を呈し、かつ該少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体及び該少なくとも１つの複数のグラフェン集合体が積層して設けられる。
【０１０７】
前記実施形態において、カーボンナノチューブとグラフェンの複合を通じてグラフェン大面積の構造特徴を更に利用して応力波を分散し、耐衝撃性材料が単位面積で受けた衝撃エネルギーを低下させ、従って防護効果を更に向上できる。
【０１０８】
前記各実施形態において、前記カーボンナノチューブの管径は、２ｎｍ〜１００ｎｍとすることができ、また単層、二層、多層カーボンナノチューブのうちのいずれか１種又は数種の組み合わせから選択させることができる。
【０１０９】
好ましくは、前記カーボンナノチューブ集合体内のカーボンナノチューブ含有量は、９９ｗｔ％以上とする。
【０１１０】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、２次元平面のマクロ構造、例えば自己支持性カーボンナノチューブ薄膜とする場合、前記カーボンナノチューブ薄膜の応力≧１０ＭＰａ、伸び率≧２％となり、長手及び短手方向における引張応力の差の絶対値は長手或いは短手方向における引張応力の２０％より小さいか又は等しく、長手及び短手方向における切断時伸びの差の絶対値が長手或いは短手方向における切断時伸びの１０％より小さいか又は等しい。
【０１１１】
好ましくは、前記カーボンナノチューブ薄膜の厚さは、前記柔軟な基布の厚さより小さいか又は等しい。
【０１１２】
更に、幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、多孔質構造を有し、前記多孔質構造に含まれる孔の孔径が１０ｎｍ〜２００ｎｍで、空隙率が１０％〜６０％とする。このような多孔質構造の存在は、前記カーボンナノチューブ集合体の力学特性に大きな影響を受けない以外に、前記カーボンナノチューブ集合体に良好な透気性を持たせることができる。
【０１１３】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の厚さは、１〜１００μｍであり、好ましくは５〜１５μｍである。
【０１１４】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の面密度は、２〜２０ｇ／ｍ２であり、好ましくは５〜１０ｇ／ｍ２である。
【０１１５】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の引張強度は、１０ＭＰａ以上で、弾性率が１０ＧＰａ以上とする。
【０１１６】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の引張強度は、９０Ｍｐａ以上で、好ましくは２００ＭＰａ以上であり、弾性率が３０Ｇｐａ以上で、好ましくは６０ＧＰａ以上である。
【０１１７】
更に、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の耐熱温度範囲は、液体窒素温度〜５００℃とする。
【０１１８】
好ましくは、前記柔軟な基布を構成する高性能繊維の強度≧２．０ＧＰａ、弾性率≧８０ＧＰａ、伸び率が３〜５％とする。
【０１１９】
好ましくは、前記柔軟な基布は、緯糸なし織物から選択され、前記緯糸なし織物の面密度が３５〜１８０ｇ／ｍ２とする。
【０１２０】
幾つかの実施形態において、前記基布は、超高分子量ポリエチレンの一方向性織物又はアラミドの一方向性織物を含む。
【０１２１】
幾つかの実施形態において、前記柔軟な基布と前記カーボンナノチューブ集合体は、ホットプレスで結合される。
【０１２２】
幾つかの実施形態において、前記柔軟な基布及び前記カーボンナノチューブ集合体は、更に接着剤で接着される。前記接着剤は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ケイ素類、ポリエチレン類又はポリウレタン類の接着剤等から選択させることができるが、これに限定されない。
【０１２３】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体及び／又は柔軟な基布の表面に樹脂薄膜が付着される。前記樹脂薄膜の材質は、エポキシ、ポリエチレン類或いはポリエステル類の化合物等、例えばＰＰ（ポリプロピレン）、ＰＥ（ポリエチレン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）或いはＰＶＢ（ポリビニルブチラール）が挙げられるがこれに限定されない。
【０１２４】
本発明の実施例の別の態様では、積層して設けられる複数のサブユニットを含む防刺構造を提供し、各サブユニットが前記防刺複合材料を含む。
【０１２５】
好ましくは、前記防刺構造は、Ｎ個のサブユニットを包括し、Ｎが４の整数倍である。
【０１２６】
幾つかの実施形態において、隣り合う２つのサブユニット内の１つのサブユニット内のカーボンナノチューブ集合体の基本ユニットは、第１方向に沿って配向・配列し、もう１つのサブユニット内のカーボンナノチューブ集合体の基本ユニットが第２方向に沿って配向・配列し、該第１方向と第２方向との間が０〜１８０°の狭角となり、好ましくは４５〜１３５°の狭角となる。
【０１２７】
本発明の実施例の更なる態様で提供する前記防刺複合材料の製造方法は、
複数のカーボンナノチューブ連続体を１つの連続平面又は曲面上に連続的に集合させると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されてフィルム状のカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ連続体が複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することと、
前記カーボンナノチューブ集合体を柔軟な基布の表面に覆われることで、前記防刺複合材料になることと、
を包括する。
【０１２８】
本発明の実施例の更なる態様で提供する防刺複合材料の製造方法は、複数のカーボンナノチューブ連続体を柔軟な基布の表面上に連続的に集合させすると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されてフィルム状のカーボンナノチューブ集合体を形成させ、従って防刺複合材料になり、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することを包括する。
【０１２９】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成され、具体的には前に述べた通りとする。
【０１３０】
幾つかの実施形態において、前記製造方法は、柔軟な基布及び柔軟な基布と結合されるカーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行う。
【０１３１】
幾つかの実施形態において、前記ホットプレス処理の条件は温度が室温〜１４０℃で、圧力が１〜３０ＭＰａ、時間が１ｍｉｎ以上である。
【０１３２】
例えば前記ホットプレス処理は、
温度が１１０〜１２０℃で、圧力が１〜４ＭＰａ、時間が１０〜３０ｍｉｎである第１段階と、
温度が１２０〜１４０℃で、圧力が１５〜３０ＭＰａ、時間が１〜３ｍｉｎである第２段階と、
を包括する。
【０１３３】
幾つかの実施形態において、前記ホットプレス処理の条件は、温度が室温で、圧力が１〜３０ＭＰａで、時間が１〜３０ｍｉｎである。
【０１３４】
本発明の前記実施例で提供される防刺複合材料は、軽薄、防刺性に優れ、量産化製造に適した特徴を持つ。
【０１３５】
本発明の実施例の別の態様では、カーボンナノチューブ集合体の防弾複合材料製造における用途を提供し、前記カーボンナノチューブ集合体は複数のカーボンナノチューブが密集して形成された２次元平面のマクロ構造を含む。
【０１３６】
更に、前記防弾複合材料は、
複数のカーボンナノチューブが密集して形成された２次元平面のマクロ構造を含む少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブで覆われる織物と、
を包括する。
【０１３７】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることで形成された２次元の平面構造を包括する。交り合わせる方式は、秩序又は無秩序とすることができる。
【０１３８】
幾つかの好適な実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、複数の配向・配列の基本ユニットを包括し、各基本ユニットは複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることで形成された２次元の平面構造を包括する。
【０１３９】
更に、複数の前記基本ユニットは、１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化という形態になる。
【０１４０】
前記連続面は、幾つかの基材から提供され、例えば加圧ロールの円弧形受取面、ポリマー薄膜、織物等とすることができるが、これに限定されない。よって、前記連続面は、平面又は曲面とすることができる。
【０１４１】
更に、前記基本ユニット内の複数のカーボンナノチューブが無秩序に交り合わせることで、前記カーボンナノチューブ集合体を微細構造の無秩序化という形態になる。本願の発明者は、偶然にこのようなマクロ構造の秩序化、微細構造の無秩序化という特殊構造を有するカーボンナノチューブ集合体が他のカーボンナノチューブ集合形式を有する防弾材料に比べると、防弾性等の面においてより多くの利点があることを発見し、可能な原因は該特殊構造を有するカーボンナノチューブ集合体において、一方、カーボンナノチューブの独自構造により大量の衝撃エネルギーを吸収させることができ、もう一方、カーボンナノチューブとカーボンナノチューブとの間に緻密なネットワーク及び豊富なインターフェースがあるため、十分にマッチさせることができ、従って優れた防弾性を持たせる。
【０１４２】
幾つかの好適な実施形態において、複数のカーボンナノチューブ連続体を前記連続面上に連続的に集合させると共に緻密化処理を経た後に複数の前記基本ユニットを形成させる。
【０１４３】
前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈する。
【０１４４】
更に、前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成される。
【０１４５】
幾つかの代表的な前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、密閉型又は開放型の円筒状となり、かつ一定の長さを有し、一定の基材上に沈着され、緻密化処理を経た後、線状を呈する前記基本ユニットを形成できる。
【０１４６】
更に具体的には、前記カーボンナノチューブ連続体の製造工程は、先行文献を参考にでき、例えば触媒を通じて高温で分解させ、炭素源ガスを吹き込んで成長させて単層又は多層のカーボンナノチューブ連続体が得られ、次にこのような連続体を連続した平面或いは曲面（すなわち、前に述べた連続面）内に集合させて前記カーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ集合体は自己支持性又は非自己支持性カーボンナノチューブ薄膜とすることができる。
【０１４７】
更に、前記カーボンナノチューブ連続体の製造工程も、先に述べた通りとすることができる。
【０１４８】
好ましくは、隣り合う２つの基本ユニットの縦方向周縁部の間は一定距離をあけ、隣接又は互いに交差して配置される。更に、隣り合う２つの基本ユニットの間の距離は、できる限り小さく、隣り合う２つの基本ユニットの間をより一層マッチ又は互いに支えることで、更に前記ナノ炭素耐衝撃性材料の信頼性及び耐衝撃強度を向上させる。
【０１４９】
幾つかの実施例において、前記製造工程を介して連続したカーボンナノチューブ連続体を製造し、更に巻き取り方式により厚さを制御（好ましくは＞１０ｎｍ）できる前記カーボンナノチューブ集合体（カーボンナノチューブ薄膜）が得られ、このようなカーボンナノチューブ薄膜がマクロ構造の秩序化（マクロ上で比較的良好な配向性を有する）、微細構造の無秩序化（カーボンナノチューブ同士間が同一面内に随意接合する）という特徴を呈し、その厚さをナノスケールからミクロンからミリミクロンまで制御できる。
【０１５０】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ連続体は、積層して設けられる２つ以上のものとすることができ、隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間は、コールドプレス、ホットプレス等の方式を通じて直接結合できる。カーボンナノチューブは、高比表面積の特性を持つため、各カーボンナノチューブ集合体をしっかりと結合させると共にその環境耐候性を向上させることができ、かつ接着剤の使用等でもたらす幾つかの問題を避けることができる。
【０１５１】
更に、幾つかの実施形態において、隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に接着剤層が設けられることもできる。
【０１５２】
更に、幾つかの実施形態において、隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間にせん断増粘流体が更に設けられことができる。
【０１５３】
幾つかの好ましい実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体の表面及び／又は内部にグラフェンが更に分布される。
【０１５４】
例えば少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１本のカーボンナノチューブ上にグラフェンシートを覆う。
【０１５５】
又は、例えば少なくとも１つのグラフェンシートは、前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも２本のカーボンナノチューブの間に接合される。
【０１５６】
又は、例えば前記ナノ炭素耐衝撃性材料は、複数のグラフェン集合体を更に包括し、前記複数のグラフェン集合体が少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体と固結される。
【０１５７】
又は、例えば少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体及び少なくとも１つの前記複数のグラフェン集合体は、２次元平面のマクロ構造を呈し、かつ該少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体及び該少なくとも１つの複数のグラフェン集合体が積層して設けられる。
【０１５８】
前記実施形態において、カーボンナノチューブとグラフェンの複合を通じてグラフェン大面積の構造特徴を更に利用して応力波を分散し、耐衝撃性材料が単位面積で受けた衝撃エネルギーを低下させ、従って防護効果を更に向上できる。
【０１５９】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ連続体の厚さは、１〜１００μｍであり、好ましくは５〜１５μｍである。
【０１６０】
更に、前記カーボンナノチューブ連続体の面密度は、２〜２０ｇ／ｍ２であり、好ましくは５〜１０ｇ／ｍ２である。
【０１６１】
更に、前記カーボンナノチューブ連続体の引張強度は、１０Ｍｐａ以上で、好ましくは９０ＭＰａ以上であり、より好ましくは２００ＭＰａ以上であり、弾性率が１０Ｇｐａ以上であり、好ましくは３０ＧＰａ以上であり、より好ましくは６０ＭＰａ以上である。
【０１６２】
更に、前記カーボンナノチューブ連続体の耐熱温度範囲は、液体窒素温度〜５００℃とする。
【０１６３】
幾つかの好適な実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、カーボンナノチューブ薄膜で、かつ前記カーボンナノチューブ薄膜の基本ユニットの配向方向における強度が５０ＭＰａ〜１２ＧＰａであり、好ましくは１２０ＭＰａ〜１ＧＰａであり、該配向方向に直交する強度が３０ＭＰａ〜１０ＧＰａであり、好ましくは６０ＭＰａ〜８００ＭＰａである。
【０１６４】
前記各実施形態において、前記カーボンナノチューブの管径は、２ｎｍ〜１００ｎｍとすることができ、また単層、二層、多層カーボンナノチューブのうちのいずれか１種又は数種の組み合わせから選択させることができる。
【０１６５】
更に、幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体は、多孔質構造を有し、前記多孔質構造に含まれる孔の孔径が１０ｎｍ〜２００ｎｍで、空隙率が１０％〜６０％とする。このような多孔質構造の存在は、前記カーボンナノチューブ集合体の力学特性に大きな影響を受けない以外に、前記カーボンナノチューブ集合体に良好な透気性を持たせることができる。
【０１６６】
幾つかの実施形態において、前記織物を構成する単糸の引張強度は２２ＣＮ／ｄｔｅｘ以上であり、好ましくは３５ＣＮ／ｄｔｅｘ以上である。
【０１６７】
幾つかの好適な実施形態において、前記織物は、高性能繊維織物から選択され、前記高性能繊維織物は緯糸なし織物及び／又は交織布が挙げられる。
【０１６８】
前記高性能繊維織物を構成する高性能繊維は、超高分子量ポリエチレン繊維、アラミド繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維のいずれか１種又は数種の組み合わせが挙げられるが、これに限定されない。
【０１６９】
好ましくは、前記高性能繊維織物の面密度は、３５〜２２０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは１２０〜１６０ｇ／ｍ２である。
【０１７０】
幾つかの実施形態において、前記防弾複合材料は、積層して設けられる少なくとも二層の織物及び／又は積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体を包括し、前記カーボンナノチューブ集合体がフィルム状である。
【０１７１】
更に、隣接する二層の織物間に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体が分布され、及び／又は、隣接する２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に少なくとも一層の前記織物が分布される。
【０１７２】
幾つかの実施形態において、隣接する二層の織物が緯糸なし織物で、かつうちの一層の織物の経糸配向方向と他層の織物の経糸配向方向との間で０〜１８０°の狭角を成し、例えば４５°〜１３５°範囲内の適した角度とすることができる。
【０１７３】
幾つかの実施形態において、隣接する二層の織物間の少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体内の基本ユニットの配向方向は、うちの少なくとも１つの織物内の経糸配向方向と同じ、前記織物が緯糸なし織物である。
【０１７４】
幾つかの実施形態において、少なくとも１つの織物の裏向ける両側表面に前記カーボンナノチューブ集合体が結合される。
【０１７５】
幾つかの実施形態において、うちの１つの織物が交織布で、かつ該織物両側に分布する２つのフィルム状となる前記カーボンナノチューブ集合体の構造が対称となる。
【０１７６】
幾つかの好ましい実施例において、高性能繊維織物を１つの構造ユニットＡとし、カーボンナノチューブ集合体（特にカーボンナノチューブ薄膜）を構造ユニットＢとし、
１、高性能繊維織物が緯糸なし織物の場合
Ａの特徴：前記緯糸なし織物で０／９０（隣接する二層の緯糸なし織物内の経糸配向が直交するため、うちの１つの緯糸なし織物Ａ０の経糸配向を０°と定め、別の緯糸なし織物Ａ９０の経糸配向を９０°に定めることができ、０／９０と略記する）を通じて交互に積層してからなることができ、
Ｂの特徴：２つ以上のカーボンナノチューブ集合体が積層し（２つのカーボンナノチューブ集合体の基本ユニット配向が直交するため、うちの１つのカーボンナノチューブ集合体Ｂ０の基本ユニット配向を０°と定め、別のカーボンナノチューブ集合体Ｂ９０の基本ユニット配向を９０°と定めることができる）、
ここで、Ｂは＞一層の方式でＡ内に挿入し、插入方式：ＡとＢ配向方向が同一（Ａ内のいずれかの緯糸なし織物の経糸配向がＢ内のいずれかのカーボンナノチューブ集合体内の基本ユニットの配向と同じ）、
又は、ここでＢ≧一層で複合し、Ａ０、Ａ９０の一側表面或いは両側表面若しくはＡの一側表面或いは両側表面で行うことができる。
２、高性能繊維織物が交織布の場合
Ｂ（定義は前述の通り）が＞一層の方式でＡ（二層の交織布が積層してなることができる）内に挿入し、又はＡ（一層の交織布）をＢ内に挿入する。
Ａの上下表面に存在するＢは構造が対称となること。例えば、Ｂ０ＡＢ９０Ｂ９０ＡＢ０（順次に積層する）、Ｂ０Ｂ９０ＡＢ９０Ｂ０のユニット構造を形成できる。
【０１７７】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物との間は、真空処理、コールドプレス或いはホットプレス処理を経て密着する。
【０１７８】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物の間が接着剤を通じて結合する。
【０１７９】
幾つかの実施形態において、前記カーボンナノチューブ集合体の表面に第１接着剤分子が分布され、及び／又は前記織物の前記カーボンナノチューブ集合体とマッチする表面上に第２接着剤分子が分布され、前記第１接着剤分子と第２接着剤分子は、同一或いは異なる。
【０１８０】
本発明の実施例の別の態様で提供する前記防弾複合材料の製造方法は、
複数のカーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に連続的に集合させすると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されて２次元平面のマクロ構造を有するカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ連続体は複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することと、
前記カーボンナノチューブ集合体と織物の表面を固着して前記防弾複合材料になることと、
を含む。
【０１８１】
好ましくは、前に述べたことを参照すると、前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成される。
【０１８２】
更に、前記連続面は、平面或いは曲面とする。
【０１８３】
更に、前記製造方法は、接着剤及び／又は溶媒を使用或いは使用しないことで、前記緻密化処理を完成させることを更に含む。前記接着剤は、前記に挙げられるものから選択されることができるが、これに限定されない。前記溶媒は、水、有機溶媒（例えばエタノール等）又は無機物或いは有機物を含有する溶液から選択させることができる。
【０１８４】
幾つかの実施形態において、前記製造方法は、前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことで、その中のカーボンナノチューブ分布の緻密度を向上することを更に含む。
【０１８５】
更に、少なくともローラホットプレス、平面プレス機ホットプレスのうちのいずれか１種又は２種方式の組み合わせを選択して前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことができる。
【０１８６】
前記ホットプレス処理で用いる温度は、室温〜３００℃が好ましく、圧力は２〜５０Ｍｐａが好ましい。
【０１８７】
幾つかの好ましい実施形態において、前記製造方法は、少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１本のカーボンナノチューブ上にグラフェンを覆うことを更に含む。
【０１８８】
更に、前記製造方法は、前記カーボンナノチューブ集合体の形成過程中又は前記カーボンナノチューブ集合体が形成された後、少なくとも被覆、浸潤、浸漬、吹付塗装のうちのいずれか１種方式を選択してグラフェンと前記カーボンナノチューブ集合体を構成する複数のカーボンナノチューブとを結合させることを更に含む。
【０１８９】
幾つかの実施形態において、前記製造方法は、
少なくとも二層の織物を積層して設けて基本構造ユニットを形成することと、
前記基本構造ユニットの少なくとも一側表面に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体、及び／又は前記基本構造ユニット内に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体を嵌め込むことと、
を包括する。
【０１９０】
幾つかの実施形態において、前記織物は緯糸なし織物で、少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体内の基本ユニットの配向方向が少なくとも１つの織物内の経糸配向方向と同じである。
【０１９１】
幾つかの実施形態において、前記織物が交織布で、かつ前記基本構造ユニットの裏向ける両側表面を覆う２つのカーボンナノチューブ集合体の構造が対称となる。
【０１９２】
幾つかの実施形態において、前記製造方法は、前記カーボンナノチューブ集合体と織物の表面の間に接着剤を設けることで、前記カーボンナノチューブ集合体と織物を接着させることを包括する。
【０１９３】
前記高性能繊維織物の表面に一定の接着剤分子Ｃがあってもよい。
【０１９４】
前記カーボンナノチューブ集合体表面に接着剤分子Ｄがあっても、或いはなくてもよい。
【０１９５】
前記接着剤分子Ｃ及びＤは、同種又は異種の接着剤分子とすることができるが、両者の  結合によってもいずれか１種の使用性能が下がってはならない。
【０１９６】
幾つかの実施形態において、前記製造方法は、少なくとも真空処理、ホットプレス、コールドプレスのうちのいずれか方式を選択して、前記織物と前記カーボンナノチューブ集合体の間の空気を追い出すことで、前記カーボンナノチューブ集合体と織物を密着させることを包括する。
【０１９７】
本発明の前記実施例の防弾複合材料は、密度が小さく、軽薄、柔軟性に優れ、環境耐候性も良好で、防弾性に優れ、量産化製造適合等の特徴を持つ。
【実施例】
【０１９８】
以下、更に本発明を理解するため、若干の実施例及び添付図面を組み合わせて本発明に対し詳細に説明する。ただし、本明細書の内容を参照して工程パラメータを改善して実現できることが業者には明白であろう。言及すべき点は、全ての類似する置換及び修正が当業者にとって自明であり、それらは、本発明に含まれる。本発明の応用は、すでに好ましい実施例を通じて記述され、当業者は本発明の内容、精神及び範囲とから外れることなく、本明細書に記載されている応用に対し修正又は適切な変更や組み合わせを行うことで、本発明の技術を明らかに実現及び応用できる。
【０１９９】
（実施例１）
本実施例に係るナノ炭素耐衝撃性材料の製造工程は、
カーボンナノチューブの間のファンデルワールス力作用により、高温炉内で成長した円筒状の中空カーボンナノチューブ連続体（非特許文献１参照）を空気の浮力作用において、円筒横置型ロール上に巻き付け、ロールも自転しながら軸方向に向かって往復移動でき、移動距離がロールの長さであり、連続して一定時間巻き取った後、得られたカーボンナノチューブ集合体の連続表面にエタノールをスプレーし、同時に円筒形スチールロールで加圧（図１）を行い、圧力が約４ＭＰａとする。室温下で溶媒を揮発させた後、支持ロール上から取り外し、自己支持性ナノ炭素薄膜（外形は図２乃至図４を参照）を形成し、その厚さが約７μｍで、面密度が約３ｇ／ｍ２であるステップ１）と、
更に図１を参照すると、ステップ１）で得られた自己支持性ナノ炭素薄膜をプレス機でプレス処理することで、更に薄膜の密度が高まり、用いる圧力が１５ＭＰａで、温度が約９０℃、時間が約２時間であり、最終的に得られた前記ナノ炭素耐衝撃性材料の平均厚さが約５ｕｍで、平均面密度が約３ｇ／ｍ２、平均引張強度が約８００ＭＰａ、平均弾性率が約１２０ＧＰａ、平均切断時伸びが約９％となるステップ２）と、
を包括する。
【０２００】
（実施例２）
本実施例に係るナノ炭素耐衝撃性材料の製造工程は、
実施例１のカーボンナノチューブ製造工程を参照し、カーボンナノチューブの間のファンデルワールス力作用により、高温炉内で成長した円筒状の中空カーボンナノチューブ連続体（前記の代表的な例内で記載されているカーボンナノチューブ連続体の製造工程を参照）を空気の浮力作用において、円筒横置型ロール上に巻き付け、ロールも自転しながら軸方向に向かって往復移動でき、移動距離がロールの長さであり、連続して一定時間巻き取った後、得られたカーボンナノチューブ集合体の連続表面にグラフェンアルコール溶液（濃度が約０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％で、アルコール溶媒はプロパノール、エタノール、エチレングリコール等とすることができ、アルコールと水の混合溶媒でもよい）をスプレーし、同時に円筒形スチールロールで加圧（図１）を行い、圧力が約４ＭＰａとする。室温下で溶媒を揮発させた後、支持ロール上から取り外し、自己支持性ナノ炭素薄膜を形成し、その厚さが約１２μｍで、面密度が約６．５ｇ／ｍ２であるステップ１）と、
ステップ１）で得られたナノ炭素薄膜をプレス機でプレス処理することで、更に薄膜の密度が高まり、圧力が２ＭＰａで、温度が約９０℃、時間が約４時間であり、最終的に得られたナノ炭素耐衝撃性材料の平均厚さが約１０ｕｍで、平均面密度が約６．５ｇ／ｍ２、平均引張強度が約１２００ＭＰａ、平均弾性率が約１４０ＧＰａ、平均切断時伸びが約７％となるステップ２）と、
を包括する。
【０２０１】
（実施例３）
本実施例に係るナノ炭素耐衝撃性材料の製造工程は、
実施例１のカーボンナノチューブ製造工程を参照し、カーボンナノチューブの間のファンデルワールス力作用により、高温炉内で成長した円筒状の中空カーボンナノチューブ連続体（実施例１〜２参照）を空気の浮力作用において、円筒横置型ロール上に巻き付け、ロールも自転しながら軸方向に向かって往復移動でき、連続して一定時間巻き取った後、得られたカーボンナノチューブ集合体の連続表面にグラフェンポリウレタン溶液（濃度が約０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％である）をスプレーし、同時に円筒形スチールロールで加圧を行い、圧力が約４ＭＰａとする。室温下で溶媒を揮発させた後、支持ロール上から取り外し、自己支持性ナノ炭素薄膜を形成し、その厚さが約１７μｍで、面密度が約８ｇ／ｍ２であるステップ１）と、
ステップ１）で得られたナノ炭素薄膜をプレス機でプレス処理することで、更に薄膜の密度が高まり、圧力が９０ＭＰａで、温度が約１１０℃、時間が約２時間であり、最終的に得られたナノ炭素耐衝撃性材料の平均厚さが約１３ｕｍで、平均面密度が約８ｇ／ｍ２、平均引張強度が約６００ＭＰａ、平均弾性率が約８０ＧＰａ、平均切断時伸びが約１２％となるステップ２）と、
を包括する。
【０２０２】
（実施例４）
本実施例渉に係るナノ炭素耐衝撃性材料の製造工程は、
炭素源ガスは、金属触媒（実施例２参照）の作用下で、高温条件により連続的なカーボンナノチューブ連続体を成長させ、得られた連続体を２次元の平面内で絶え間なく集合させ、かつ平行に並んでカーボンナノチューブ薄膜を形成させ、カーボンナノチューブは単層、二層、多層のうちの１種又は２種以上が挙げられ、管径が２〜１００ｎｍの範囲で、カーボンナノチューブ同士の間がファンデルワールス力で結合され、形成されたカーボンナノチューブ薄膜の厚さが約５〜１５ｕｍ、面密度が約３〜７ｇ／ｍ２であるステップ１）と、
ステップ１）で得られたナノ炭素薄膜をプレス機でプレス処理することで、更に薄膜の密度が高まり、室温下でプレス加工し、圧力が１２０ＭＰａで、時間が約１時間であり、最終的に得られた薄膜の平均引張強度が約３００ＭＰａ、平均弾性率が約１３０ＧＰａ、平均切断時伸びが約１２％となるステップ２）と、
を包括する。
【０２０３】
（実施例５）
本実施例に係るナノ炭素耐衝撃性材料の製造工程は、
炭素源ガスの高温分解を通じてカーボンナノチューブ連続体（実施例２参照）を形成し、平面に巻き取った集合体により薄膜材料を形成し、該薄膜材料の平均厚さは約２２μｍ、平均面密度が約６．５ｇ／ｍ２、平均引張強度が約３〜５０ＭＰａ、平均弾性率が約１５ＧＰａ、平均切断時伸びが約２５％であるステップを包括する。
【０２０４】
（実施例６）
実施例１で得られた１つのナノ炭素耐衝撃性材料を取って１つの基本ユニットとし、４つの基本ユニットを取って積層し、頂部層上のカーボンナノチューブ集合体の配向角度を０°と定め、２層目上のカーボンナノチューブ集合体の配向角度を９０°（すなわち、頂部層のカーボンナノチューブ集合体の配向と直交する）と定め、３層目上のカーボンナノチューブ集合体の配向角度を０°（つまり頂部層のカーボンナノチューブ集合体の配向と同じ）と定め、底層上のカーボンナノチューブ集合体の配向角度を９０°（つまり頂部層のカーボンナノチューブ集合体の配向と直交する）と定め、そしてプレス加工を行うことで、形成された構造をＡ［０／９０／０／９０］）と定義する。類似の方式を参照して別に４つの基本ユニットを取って積層してＢ［０／４５／９０／１３５］が形成する。
４００層以上のナノ炭素薄膜をＡ／Ｂ／Ａ／Ｂの方式により積層してからプレス加工を行うことで、複合構造を有するナノ炭素耐衝撃性材料が形成される。
前記Ａ、Ｂ構造層内の隣り合う基本ユニットと基本ユニットの間、及び隣り合うＡ、Ｂ構造層の間は、ポリウレタン接着剤で接着する。
【０２０５】
（実施例７）
実施例６の形態を参照して、実施例２で得られた１つのナノ炭素耐衝撃性材料を取って１つの基本ユニットとし、Ａ［０／９０／０／９０］、Ｂ［０／４５／９０／１３５］構造層（図５ａ乃至図５ｂ参照）を構築した後、複合構造を有するナノ炭素耐衝撃性材料が形成される。
【０２０６】
（実施例８）
実施例６の形態を参照して、実施例３で得られた１つのナノ炭素耐衝撃性材料を１つの基本ユニットを構築して複合構造を有するナノ炭素耐衝撃性材料が形成される。
【０２０７】
実施例６乃至実施例８で得られた複合構造を有するナノ炭素耐衝撃性材料の性能テストの結果を表１にまとめた。
【０２０８】
（実施例９）
市販されているカーボンナノチューブ粉末を取り、ろ過法で製造してバッキーペーパー状のカーボンナノチューブ薄膜が形成され、その厚さは約４０μｍで、面密度が約１２ｇ／ｍ２、引張強度が約１０ＭＰａ、弾性率が約２ＧＰａ、切断時伸びが約３％である。
【０２０９】
（実施例１０）
紡糸可能なカーボンナノチューブアレイを取り、引き出して超整列カーボンナノチューブ薄膜が形成され、その厚さは約７μｍで、面密度が約６ｇ／ｍ２、引張強度が約４００ＭＰａ、弾性率が約４５ＧＰａ、切断時伸びが約３％である。
【０２１０】
（実施例１１）
１）カーボンナノチューブ薄膜の製造：炭素源ガスは、金属触媒の作用下で、高温条件により連続的なカーボンナノチューブ連続体(非特許文献１参照)を成長させ、連続体を２次元の平面内で絶え間なく集合させ、かつ平行に並んでカーボンナノチューブ薄膜を形成させ、カーボンナノチューブは単層、二層、多層のうちの１種又は２種以上が挙げられ、管径が２〜１００ｎｍの範囲で、カーボンナノチューブ同士の間がファンデルワールス力で結合され、その後、プレス機でカーボンナノチューブ薄膜（該過程も図１を参照）をプレス処理することで、更に薄膜の密度を高め、使用する圧力は１５ＭＰａで、温度が約９０℃、時間が約２ｈ、最終的に得られたカーボンナノチューブ薄膜（外形は図２乃至図４に示すものと類似する）の平均面密度が約５ｇ／ｍ２で、平均引張強度が約３００ＭＰａ、平均弾性率が約６０Ｇｐａ、平均断裂伸長が約１０％であり、
２）超高分子量ポリエチレンの一方向性織物：表面に接着剤を含浸させた超高分子量ポリエチレン繊維（引張強度が約２２ＣＮ／ｄｔｅｘ）を平面内において平行に並んで一方向性織物を形成し、一方向性織物の面密度が約４０ｇ／ｍ２であり、
３）一層のステップ１）で得られたカーボンナノチューブ薄膜と一層の超高分子量ポリエチレンの一方向性織物をホットプレスして複合し、１つのサブユニットが得られ、ホットプレス処理方法は、
温度が１１０℃、圧力が２ＭＰａ、時間が１０ｍｉｎである第１段階と、
温度が１３０℃、圧力が２５ＭＰａ、時間が１ｍｉｎである第２段階と、を含み、その後自然空冷し、
４）ステップ３）で得られた４つのサブユニットを０／９０／４５／−４５（１つ目のサブユニット内の一方向性織物の経糸配向を０°と定め、２つ目のサブユニット内の一方向性織物の経糸配向を９０°と定め、３つ目のサブユニット内の一方向性織物の経糸配向を４５°と定め、４つ目のサブユニット内の一方向性織物の経糸配向を−４５°と定め、０／９０／４５／−４５と略記する）に従い１つの構造層として積層し、
５）３０個の構造層を積層して防刺構造を形成し、動的穿刺試験を行う。
【０２１１】
（実施例１２）
１）カーボンナノチューブ薄膜の製造：炭素源ガスは、金属触媒の作用下で、高温条件により連続的なカーボンナノチューブ連続体(前記の代表的な実施形態を参照)を成長させ、連続体を２次元の平面内で絶え間なく集合させ、かつ平行に並んでカーボンナノチューブ薄膜を形成させ、カーボンナノチューブは単層、二層、多層のうちの１種又は２種以上が挙げられ、管径が２〜１００ｎｍの範囲で、カーボンナノチューブ同士の間がファンデルワールス力で結合され、その後、プレス機でカーボンナノチューブ薄膜をプレス処理することで、更に薄膜の密度を高め、使用する圧力は２ＭＰａで、温度が約９０℃、時間が約４時間、最終的に得られたカーボンナノチューブ薄膜の平均面密度が約５．５ｇ／ｍ２で、平均引張強度が約２００ＭＰａ、平均弾性率が約４５Ｇｐａ、平均断裂伸長が約１８％であり、
２）アラミド繊維の一方向性織物：表面に接着剤を含浸させたアラミド繊維（引張強度が約２２ＣＮ／ｄｔｅｘ）を平面内において平行に並んで一方向性織物を形成し、一方向性織物の面密度が約１１０ｇ／ｍ２であり、
３）一層のステップ１）で得られたカーボンナノチューブ薄膜と一層のアラミド繊維の一方向性織物をホットプレスして複合し、１つのサブユニットが得られ、ホットプレス処理方法は、
温度が１１０℃、圧力が２ＭＰａ、時間が１０ｍｉｎである第１段階と、
温度が１３０℃、圧力が２５ＭＰａ、時間が１ｍｉｎである第２段階と、を含み、その後自然空冷し、
４）ステップ３）で得られた４つのサブユニットを０／９０／４５／−４５（１つ目のサブユニット内の一方向性織物の経糸配向を０°と定め、２つ目のサブユニット内の一方向性織物の経糸配向を９０°と定め、３つ目のサブユニット内の一方向性織物の経糸配向を４５°と定め、４つ目のサブユニット内の一方向性織物の経糸配向を−４５°と定め、０／９０／４５／−４５と略記する）に従い１つの構造層として積層し、
５）３０個の構造層を積層して防刺構造を形成し、動的穿刺試験を行う。
【０２１２】
（実施例１３）
１）カーボンナノチューブ薄膜の製造：炭素源ガスは、金属触媒の作用下で、高温条件により連続的なカーボンナノチューブ連続体(実施例１２参照)を成長させ、連続体を２次元の平面内で絶え間なく集合させ、かつ平行に並んでカーボンナノチューブ薄膜を形成させ、カーボンナノチューブは単層、二層、多層のうちの１種又は２種以上が挙げられ、管径が２〜１００ｎｍの範囲で、カーボンナノチューブ同士の間がファンデルワールス力で結合され、その後、プレス機でカーボンナノチューブ薄膜をプレス処理することで、更に薄膜の密度を高め、室温下でプレス加工し、圧力は１２０ＭＰａで、時間が約１時間、最終的に得られたカーボンナノチューブ薄膜の平均面密度が約５ｇ／ｍ２で、平均引張強度が約２００ＭＰａ、平均弾性率が約４５Ｇｐａ、平均断裂伸長が約１８％であり、
２）超高分子量ポリエチレンの一方向性織物：表面に接着剤を含浸させた超高分子量ポリエチレン繊維を平面内において平行に並んで一方向性織物を形成し、一方向性織物の面密度が約４０ｇ／ｍ２であり、
３）一層のステップ１）で得られたカーボンナノチューブ薄膜と一層の超高分子量ポリエチレンの一方向性織物をホットプレスして複合し、１つのサブユニットが得られ、ホットプレス処理方法は、
温度が１１０℃、圧力が２ＭＰａ、時間が１０ｍｉｎである第１段階と、
温度が１３０℃、圧力が２５ＭＰａ、時間が１ｍｉｎである第２段階と、を含み、その後自然空冷し、
４）ステップ３）で得られた４つのサブユニットを０／４５／９０／−４５に従い１つの構造層として積層し、
５）１０個の構造層を積層して防刺構造を形成し、動的穿刺試験を行う。
【０２１３】
（比較例１）
実施例１１内の超高分子量ポリエチレンの１０つのユニットを取って積層して動的試験を行う。
【０２１４】
（比較例２）
実施例１２内のアラミドの８つのユニットを取って積層して動的試験を行う。
【０２１５】
（実施例１４）
市販されているカーボンナノチューブ粉末を取り、ろ過法で製造してバッキーペーパー状のカーボンナノチューブ薄膜が形成され、その厚さは約４０μｍで、面密度が約１２ｇ／ｍ２、引張強度が約１０ＭＰａ、弾性率が約２ＧＰａ、切断時伸びが約３％である。更に前記バッキーペーパー状のカーボンナノチューブ薄膜を実施例１１内のカーボンナノチューブ薄膜に取り換え、また実施例１１の形態を参照して、前記バッキーペーパー状のカーボンナノチューブ薄膜と超高分子量ポリエチレンの一方向性織物を結合して防刺複合材料を形成し、その平均面密度は約１７０ｇ／ｍ２で、最大穿刺深度が約５０ｃｍである。
【０２１６】
（実施例１５）
紡糸可能なカーボンナノチューブアレイを取り、引き出して超整列カーボンナノチューブ薄膜が形成され、その厚さは約７μｍで、面密度が約６ｇ／ｍ２、引張強度が約４００ＭＰａ、弾性率が約４５ＧＰａ、切断時伸びが約３％である。更に前記超整列カーボンナノチューブ薄膜を実施例１２内のカーボンナノチューブ薄膜に取り換え、また実施例１２の形態を参照して、前記超整列カーボンナノチューブ薄膜とアラミド繊維の一方向性織物を結合して防刺複合材料を形成し、その平均面密度は約１１５ｇ／ｍ２で、最大突き刺し深さが約１８ｃｍである。最大負荷が約８５０Ｎである。
【０２１７】
（実施例１６）
１）カーボンナノチューブの間のファンデルワールス力作用により、高温炉内で成長した円筒状の中空カーボンナノチューブ連続体（非特許文献１参照）を空気の浮力作用において、円筒横置型ロール上に巻き付け、ロールも自転しながら軸方向に向かって往復移動でき、移動距離がロールの長さであり、連続して一定時間巻き取った後、得られたカーボンナノチューブ集合体の連続表面にエタノールをスプレーし、同時に円筒形スチールロールで加圧（該過程も図１を参照）を行い、圧力が約４ＭＰａとする。室温下で溶媒を揮発させた後、支持ロール上から取り外し、自己支持性ナノ炭素薄膜を形成し、その後、プレス機でプレス処理することで、更に薄膜の密度を高め、使用する圧力は１５ＭＰａで、温度が約９０℃、時間が約２時間、最終的に得られたカーボンナノチューブ薄膜（外形は図２乃至図４に示すものと類似する）の平均面密度が約５．５ｇ／ｍ２で、平均引張強度が約３００ＭＰａ、平均弾性率が約６０Ｇｐａ、平均断裂伸長が約１０％であり、Ｍとマークし、
２）超高分子量ポリエチレンの緯糸なし織物：一層の４つの一方向性織物を０／９０／０／９０（定義は、前記に同じ）に従い積層して形成し、その面密度は約１２０ｇ／ｍ２で、Ｐとマークし、
３）構造設計：上下両側がいずれも１２つのＰを積層した構造であり、中間が６０つのＭ層を積層した構造で、１２Ｐ／６０Ｍ／１２Ｐとマークし、
４）コールドプレス処理：圧力が８ＭＰａ、時間を３０ｍｉｎで防弾複合材料が得られ、その性能テストデータを表３にまとめた。
【０２１８】
（実施例１７）
１）実施例１６のカーボンナノチューブ製造工程を参照し、カーボンナノチューブの間のファンデルワールス力作用により、高温炉内で成長した円筒状の中空カーボンナノチューブ連続体（前記の代表的な例内で記載されているカーボンナノチューブ連続体の製造工程を参照）を空気の浮力作用において、円筒横置型ロール上に巻き付け、ロールも自転しながら軸方向に向かって往復移動でき、移動距離がロールの長さであり、連続して一定時間巻き取った後、得られたカーボンナノチューブ集合体の連続表面にグラフェンアルコール溶液（濃度が約０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％で、アルコール溶媒はプロパノール、エタノール、エチレングリコール等とすることができ、アルコールと水の混合溶媒でもよい）をスプレーし、同時に円筒形スチールロールで加圧（図１参照可）を行い、圧力が約４ＭＰａとする。室温下で溶媒を揮発させた後、支持ロール上から取り外し、自己支持性ナノ炭素薄膜を形成し、その後、プレス機でプレス処理することで、更に薄膜の密度を高め、圧力は２ＭＰａで、温度が約９０℃、時間が約４時間、最終的に得られたカーボンナノチューブ薄膜の平均面密度が約５．５ｇ／ｍ２で、平均引張強度が約４５０ＭＰａ、平均弾性率が約９０Ｇｐａ、平均断裂伸長が約７％であり、Ｍとマークし、
２）超高分子量ポリエチレンの緯糸なし織物：一層の４つの一方向性織物を０／９０／０／９０（定義は、前記に同じ）に従い積層して形成し、その面密度は約１２０ｇ／ｍ２で、Ｐとマークし、
３）構造設計：上下両側が各々７つ、１７つのＰを積層した構造であり、中間が６０つのＭ層を積層した構造で、７Ｐ／６０Ｍ／１７Ｐとマークし、
４）コールドプレス処理：圧力が８ＭＰａ、時間を３０ｍｉｎで防弾複合材料が得られ、  その性能テストデータを表３にまとめた。
【０２１９】
（実施例１８）
１）炭素源ガスは、金属触媒（実施例１７参照）の作用下で、高温条件により連続的なカーボンナノチューブ連続体を成長させ、得られた連続体を２次元の平面内で絶え間なく集合させ、かつ平行に並んでカーボンナノチューブ薄膜を形成させ、カーボンナノチューブは単層、二層、多層のうちの１種又は２種以上が挙げられ、管径が２〜１００ｎｍの範囲で、カーボンナノチューブ同士の間がファンデルワールス力で結合され、平面に巻き取ることで、カーボンナノチューブ薄膜が形成され、その後、プレス機でプレス処理することで、更に薄膜の密度を高め、室温でプレス加工し、圧力は１０ＭＰａで、時間が約１時間、最終的に得られた薄膜の平均面密度が約５．５ｇ／ｍ２で、平均引張強度が約２００ＭＰａ、平均弾性率が約４５Ｇｐａ、平均断裂伸長が約１８％であり、Ｍとマークし、
２）超高分子量ポリエチレンの緯糸なし織物：一層の４つの一方向性織物を０／９０／０／９０に従い積層して形成し、その面密度は約１２０ｇ／ｍ２で、Ｐとマークし、
３）構造設計：上下両側が１７つ、７つのＰを積層した構造であり、中間が６０つのＭ層を積層した構造で、１７Ｐ／６０Ｍ／７Ｐとマークし、
４）コールドプレス処理：圧力が８ＭＰａ、時間を３０ｍｉｎで防弾複合材料が得られ、その性能テストデータを表３にまとめた。
【０２２０】
（実施例１９）
１）カーボンナノチューブは、炭素源ガスの高温分解を通じて連続体を形成し、平面に巻き取った集合体により薄膜材料を形成し、面密度が約５．５ｇ／ｍ２、引張強度が約２００ＭＰａ、弾性率が約４５ＧＰａ、切断時伸びが約１８％であり、Ｐとマークし、
２）超高分子量ポリエチレンの緯糸なし織物：一層の４つの一方向性織物を０／９０／０／９０に従い積層して形成し、その面密度は約１２０ｇ／ｍ２で、Ｐとマークし、
３）構造設計：１つＰと２つＭを積層して１個の構造ユニットが形成され、２４個の構造ユニットを積層し、（１Ｐ／２Ｍ）２４とマークし、
４）コールドプレス処理：圧力が８ＭＰａ、時間を３０ｍｉｎで防弾複合材料が得られ、その性能テストデータを表３にまとめた。
【０２２１】
（比較例３）
超高分子量ポリエチレンの緯糸なし織物：一層の４つの一方向性織物を０／９０／０／９０に従い積層して形成する。面密度は１２０ｇ／ｍ２で、Ｐとマークし、２４つのＰを積層して形成された防弾複合材料の性能テストデータを表３にまとめた。
【０２２２】
（実施例２０）
市販されているカーボンナノチューブ粉末を取り、ろ過法で製造してバッキーペーパー状のカーボンナノチューブ薄膜が形成され、その厚さは約４０μｍで、面密度が約１２ｇ／ｍ２、引張強度が約１０ＭＰａ、弾性率が約２ＧＰａ、切断時伸びが約３％である。更に実施例１６の形態を参照して、前記バッキーペーパー状のカーボンナノチューブ薄膜と超高分子量ポリエチレンの緯糸なし織物を結合することで防弾複合材料を形成し、平均面密度は約１２５ｇ／ｍ２、貫通層数が約９で、Ｖ５０値が約５１０ｍ／ｓ、デフォネーションが約２２ｍｍである。
【０２２３】
（実施例２１）
紡糸可能なカーボンナノチューブアレイを取り、引き出して超整列カーボンナノチューブ薄膜が形成され、その厚さは約７μｍで、面密度が約６ｇ／ｍ２、引張強度が約４００ＭＰａ、弾性率が約４５ＧＰａ、切断時伸びが約３％である。更に実施例１７の形態を参照して、前記超整列カーボンナノチューブ薄膜と超高分子量ポリエチレンの緯糸なし織物を結合することで防弾複合材料を形成し、平均面密度は約１２６ｇ／ｍ２、貫通層数が約１０で、Ｖ５０値が約５２０ｍ／ｓ、デフォネーションが約１ｍｍである。
【０２２４】
【表１】
2019509909.tif 000003
注記：防弾規格：ＧＡ１４１−２０１０警察用防弾テスト基準。防刺規格：ＧＡ−２００８。
【０２２５】
【表２】
2019509909.tif 000004
【０２２６】
【表３】
2019509909.tif 000005
【０２２７】
ここで言及すべき点は、本発明の添付図面が均しく非常に簡略化された形を用い、かつ正しくない比率を使用し、本発明の実施例の説明を補助するために使用される。本明細書で使用されるとき、用語「包括」、「含む」又はこれらの他のいかなる変形は、非排他的な包含をカバーすることが意図されている。例えば、列挙した構成要素を含むプロセス、方法、物品、または装置は、必ずしもそれらの構成要素だけに限定されず、そのようなプロセス、方法、物品、または装置に対して明示的に列挙してない、あるいは固有の他の構成要素も含むことができる。
【０２２８】
本発明では好適な実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明の範囲を限定するものではなく、当業者にとって、本発明に対して様々変更及び変化を行うことができる。本発明の精神及び原理から逸脱することなく、行った修正、均等範囲内の置換、改善などは、均しく本発明の保護範囲内に含めるものであるのが勿論である。
【０２２９】
（付記）
（付記１）
カーボンナノチューブ集合体のナノ炭素耐衝撃性材料製造における用途であって、前記カーボンナノチューブ集合体は、少なくとも１つの連続面を有するマクロ構造であり、前記少なくとも１つの連続面内に複数のカーボンナノチューブが密集して分布され、かつ前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸することを特徴とする、用途。
【０２３０】
（付記２）
前記ナノ炭素耐衝撃性材料が防弾複合材料であり、前記防弾複合材料は、
複数のカーボンナノチューブが密集して形成された２次元平面のマクロ構造を含む少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブで覆われる織物と、
を包括することを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２３１】
（付記３）
前記カーボンナノチューブ集合体は、複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることで形成された２次元の平面構造を包括することを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２３２】
（付記４）
前記ナノ炭素耐衝撃性材料が防刺複合材料であり、かつ前記防刺複合材料は、
複数のカーボンナノチューブが密集して形成されたカーボンナノチューブ薄膜を含む少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ薄膜で覆われる柔軟な基布と、
を包括することを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２３３】
（付記５）
前記カーボンナノチューブ集合体内の複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることでカーボンナノチューブ薄膜が形成されることを特徴とする、付記１〜４のいずれか一つに記載の用途。
【０２３４】
（付記６）
積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体を包括し、各前記カーボンナノチューブ集合体が均しく２次元平面のマクロ構造を呈することを特徴とする、付記１〜４のいずれか一つに記載の用途。
【０２３５】
（付記７）
前記カーボンナノチューブ集合体は、複数の配向・配列の基本ユニットを包括し、各前記基本ユニットが複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることで形成された２次元の平面構造を包括することを特徴とする、付記１〜４のいずれか一つに記載の用途。
【０２３６】
（付記８）
積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体において、少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体は第１方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、少なくとも別の１つの前記カーボンナノチューブ集合体が第２方向に沿って配向・配列する複数の前記基本ユニットを含み、前記第１方向と前記第２方向との間が０〜１８０°の狭角となり、好ましくは４５〜１３５°であることを特徴とする、付記７に記載の用途。
【０２３７】
（付記９）
複数の前記基本ユニットは、前記少なくとも１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化という形態になることを特徴とする、付記７に記載の用途。
【０２３８】
（付記１０）
前記基本ユニット内の複数の前記カーボンナノチューブが無秩序に交り合わせることで、前記カーボンナノチューブ集合体を微細構造の無秩序化という形態になることを特徴とする、付記７に記載の用途。
【０２３９】
（付記１１）
前記基本ユニットは、カーボンナノチューブ連続体が前記少なくとも１つの連続面上に沈着すると共に緻密化処理を経た後で形成された２次元の平面構造を包括し、前記カーボンナノチューブ連続体が複数の前記カーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することを特徴とする、付記７に記載の用途。
【０２４０】
（付記１２）
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、付記１１に記載の用途。
【０２４１】
（付記１３）
複数の前記カーボンナノチューブ連続体は、前記少なくとも１つの連続面上に連続的に沈着すると共に緻密化処理を経た後、複数の前記基本ユニットを形成することを特徴とする、付記１１に記載の用途。
【０２４２】
（付記１４）
隣り合う２つの前記基本ユニットの縦方向周縁部の間は間隔をあけ、隣接又は互いに交差して配置されることを特徴とする、付記７に記載の用途。
【０２４３】
（付記１５）
前記少なくとも１つの連続面は、平面又は曲面とすることを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２４４】
（付記１６）
隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間は、直接結合され、又は隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に接着剤層又はせん断増粘流体が更に設けられることを特徴とする、付記７に記載の用途。
【０２４５】
（付記１７）
前記カーボンナノチューブ集合体の表面及び／又は内部にグラフェンが更に分布されることを特徴とする、付記１〜４、付記８〜１６のいずれか一つに記載の用途。
【０２４６】
（付記１８）
少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１本の前記カーボンナノチューブ上にグラフェンシートで覆うことを特徴とする、付記１７に記載の用途。
【０２４７】
（付記１９）
少なくとも１つの前記グラフェンシートは、前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも２本のカーボンナノチューブの間に接合されることを特徴とする、付記１７に記載の用途。
【０２４８】
（付記２０）
前記ナノ炭素耐衝撃性材料は、複数のグラフェン集合体を更に包括し、前記複数のグラフェン集合体が少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体と固結されることを特徴とする、付記１７に記載の用途。
【０２４９】
（付記２１）
少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体及び少なくとも１つの前記複数のグラフェン集合体は、２次元平面のマクロ構造を呈し、かつ前記少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体及び前記少なくとも１つの複数のグラフェン集合体が積層して設けられることを特徴とする、付記２０に記載の用途。
【０２５０】
（付記２２）
前記カーボンナノチューブ集合体は、多孔質構造を有し、前記多孔質構造に含まれる孔の孔径が１０ｎｍ〜２００ｎｍで、空隙率が１０％〜６０％とすることを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２５１】
（付記２３）
前記カーボンナノチューブ集合体は、自己支持性カーボンナノチューブ薄膜とすることを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２５２】
（付記２４）
前記ナノ炭素耐衝撃性材料全体は、軟質フィルム状又は片状の構造とすることを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２５３】
（付記２５）
前記ナノ炭素耐衝撃性材料の厚さは、１〜１００μｍであり、好ましくは５〜１５μｍであることを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２５４】
（付記２６）
前記ナノ炭素耐衝撃性材料の面密度は、２〜２０ｇ／ｍ２であり、好ましくは５〜１０ｇ／ｍ２であることを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２５５】
（付記２７）
前記ナノ炭素耐衝撃性材料の引張強度は、１０Ｍｐａ以上で、好ましくは９０ＭＰａ以上であり、より好ましくは２００ＭＰａ以上であり、弾性率が１０Ｇｐａ以上であり、好ましくは３０ＧＰａ以上であり、より好ましくは６０ＭＰａ以上であることを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２５６】
（付記２８）
前記ナノ炭素耐衝撃性材料の耐熱温度範囲は、液体窒素温度〜５００℃とすることを特徴とする、付記１に記載の用途。
【０２５７】
（付記２９）
前記カーボンナノチューブの管径は、２ｎｍ〜１００ｎｍとすることを特徴とする付記１〜４、付記８〜１６、付記１８〜２８のいずれか一つに記載の用途。
【０２５８】
（付記３０）
前記カーボンナノチューブ集合体内のカーボンナノチューブ含有量は、９９ｗｔ％以上とすることを特徴とする付記１〜４、付記８〜１６、付記１８〜２８のいずれか一つに記載の用途。
【０２５９】
（付記３１）
前記カーボンナノチューブ薄膜の応力≧１０ＭＰａ、伸び率≧２％となり、長手及び短手方向における引張応力の差の絶対値は長手或いは短手方向における引張応力の２０％より小さいか又は等しく、長手及び短手方向における切断時伸びの差の絶対値が長手或いは短手方向における切断時伸びの１０％より小さいか又は等しいことを特徴とする、付記４に記載の用途。
【０２６０】
（付記３２）
前記カーボンナノチューブ薄膜の厚さは、前記柔軟な基布の厚さより小さいか又は等しいことを特徴とする、付記４に記載の用途。
【０２６１】
（付記３３）
前記柔軟な基布を構成する高性能繊維の強度≧２．０ＧＰａ、弾性率≧８０ＧＰａ、伸び率が３〜５％とすることを特徴とする、付記４に記載の用途。
【０２６２】
（付記３４）
前記柔軟な基布は、緯糸なし織物から選択され、前記緯糸なし織物の面密度が３５〜１８０ｇ／ｍ２とすることを特徴とする、付記４、３２、３３のいずれか一つに記載の用途。
【０２６３】
（付記３５）
前記柔軟な基布と前記カーボンナノチューブ集合体は、ホットプレスで結合されることを特徴とする、付記４、３２、３３のいずれか一つに記載の用途。
【０２６４】
（付記３６）
前記柔軟な基布及び前記カーボンナノチューブ集合体は、更に接着剤で接着され、前記接着剤はＰＶＡ、ケイ素類、ポリエチレン類又はポリウレタン類の接着剤等が挙げられることを特徴とする、付記４、３２、３３のいずれか一つに記載の用途。
【０２６５】
（付記３７）
前記カーボンナノチューブ集合体及び／又は柔軟な基布の表面に樹脂薄膜が付着される。前記樹脂薄膜の材質は、エポキシ、ポリエチレン類或いはポリエステル類の化合物が挙げられることを特徴とする、付記４、３２、３３のいずれか一つに記載の用途。
【０２６６】
（付記３８）
前記カーボンナノチューブ集合体は、カーボンナノチューブ薄膜で、かつ前記カーボンナノチューブ薄膜の前記基本ユニットの配向方向における強度が５０ＭＰａ〜１２ＧＰａであり、好ましくは１２０ＭＰａ〜１ＧＰａであり、前記配向方向に直交する強度が３０ＭＰａ〜１０ＧＰａであり、好ましくは６０ＭＰａ〜８００ＭＰａであることを特徴とする、付記２に記載の用途。
【０２６７】
（付記３９）
前記織物を構成する単糸の引張強度は２２ＣＮ／ｄｔｅｘ以上であり、好ましくは３５ＣＮ／ｄｔｅｘ以上であることを特徴とする、付記２に記載の用途。
【０２６８】
（付記４０）
前記高性能繊維織物の面密度は、３５〜２２０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは１２０〜１６０ｇ／ｍ２であることを特徴とする、付記２に記載の用途。
【０２６９】
（付記４１）
前記織物は、高性能繊維織物から選択され、前記高性能繊維織物は緯糸なし織物及び／又は交織布が挙げられ、
前記高性能繊維織物を構成する高性能繊維は、超高分子量ポリエチレン繊維、アラミド繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維のいずれか１種又は数種の組み合わせが挙げられることを特徴とする、付記２、３９、４０のいずれか一つに記載の用途。
【０２７０】
（付記４２）
積層して設けられる少なくとも二層の織物及び／又は積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体を包括し、前記カーボンナノチューブ集合体がフィルム状であることを特徴とする、付記２に記載の用途。
【０２７１】
（付記４３）
隣接する二層の前記織物間に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体が分布されることを特徴とする、付記４２に記載の用途。
【０２７２】
（付記４４）
隣接する２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に少なくとも一層の前記織物が分布されることを特徴とする、付記４２に記載の用途。
【０２７３】
（付記４５）
隣接する二層の前記織物が緯糸なし織物で、かつうちの一層の前記織物の経糸配向方向と他層の前記織物の経糸配向方向との間で０〜１８０°の狭角を成し、好ましくは４５°〜１３５°の狭角を成すことを特徴とする、付記４２に記載の用途。
【０２７４】
（付記４６）
隣接する二層の前記織物間の少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の前記基本ユニットの配向方向は、うちの少なくとも１つの前記織物内の経糸配向方向と同じ、前記織物が緯糸なし織物であることを特徴とする、付記４２に記載の用途。
【０２７５】
（付記４７）
少なくとも１つの前記織物の裏向ける両側表面に前記カーボンナノチューブ集合体が結合されることを特徴とする、付記２、４２〜４６のいずれか一つに記載の用途。
【０２７６】
（付記４８）
うちの１つの前記織物が交織布で、かつ前記織物両側に分布する２つのフィルム状となる前記カーボンナノチューブ集合体の構造が対称となることを特徴とする、付記２、４２〜４６のいずれか一つに記載の用途。
【０２７７】
（付記４９）
前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物との間は、真空処理、コールドプレス或いはホットプレス処理を経て密着することを特徴とする、付記２、４２〜４６のいずれか一つに記載の用途。
【０２７８】
（付記５０）
前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物の間は、更に接着剤を通じて結合することを特徴とする、付記２、４２〜４６のいずれか一つに記載の用途。
【０２７９】
（付記５１）
前記カーボンナノチューブ集合体の表面に第１接着剤分子が分布されることを特徴とする、付記２、４２〜４６のいずれか一つに記載の用途。
【０２８０】
（付記５２）
前記織物の前記カーボンナノチューブ集合体とマッチする表面上に第２接着剤分子が分布され、前記第１接着剤分子と前記第２接着剤分子は、同一或いは異なることを特徴とする、付記２、４２〜４６のいずれか一つに記載の用途。
【０２８１】
（付記５３）
前記防刺複合材料で製造された防刺構造を包括し、前記防刺構造は、積層して設けられる複数のサブユニットを含み、各サブユニットが前記防刺複合材料を含むことを特徴とする、付記４に記載の用途。
【０２８２】
（付記５４）
前記防刺構造は、Ｎ個のサブユニットを包括し、Ｎが４の整数倍であることを特徴とする、付記５３に記載の用途。
【０２８３】
（付記５５）
隣り合う２つの前記サブユニット内の１つの前記サブユニット内のカーボンナノチューブ集合体の基本ユニットは、第１方向に沿って配向・配列し、もう１つの前記サブユニット内のカーボンナノチューブ集合体の基本ユニットが第２方向に沿って配向・配列し、前記第１方向と前記第２方向との間が０〜１８０°の狭角となり、好ましくは４５〜１３５°の狭角となることを特徴とする、付記５３、５４に記載の用途。
【０２８４】
（付記５６）
ナノ炭素耐衝撃性材料の製造方法であって、複数のカーボンナノチューブを用意し、該複数のカーボンナノチューブが密集することでカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ集合体が少なくとも１つの連続面を有するマクロ構造であり、前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸することを包括することを特徴とする、製造方法。
【０２８５】
（付記５７）
前記カーボンナノチューブの間のファンデルワールス力の作用を利用して少なくとも１つのカーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に集合させてから緻密化処理を行うことで、前記カーボンナノチューブ集合体を形成することを包括し、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数の前記カーボンナノチューブが交り合わせることで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することを特徴とする、付記５６に記載の製造方法。
【０２８６】
（付記５８）
複数の前記カーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に連続的に集合させてから緻密化処理を行うことで、複数の配向の基本ユニットを含む前記カーボンナノチューブ集合体を形成させ、各前記基本ユニットは少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ連続体からなる２次元の平面構造を含むことを特徴とする、付記５６、５７のいずれか一つに記載の製造方法。
【０２８７】
（付記５９）
複数の前記基本ユニットは、１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、従って前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化された形態になることを特徴とする、付記５８に記載の製造方法。
【０２８８】
（付記６０）
隣り合う２つの前記基本ユニットの縦方向周縁部の間は間隔をあけ、隣接又は互いに交差して配置されることを特徴とする、付記５８に記載の製造方法。
【０２８９】
（付記６１）
前記カーボンナノチューブ連続体は、複数の前記カーボンナノチューブが無秩序に交り合わせることで、形成された前記カーボンナノチューブ集合体を微細構造の無秩序化された形態になる、付記５８に記載の製造方法。
【０２９０】
（付記６２）
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、付記５７、５９、６０、６１のいずれか一つに記載の製造方法。
【０２９１】
（付記６３）
少なくとも２つの２次元平面のマクロ構造を呈する前記カーボンナノチューブ集合体を用意することと、
前記少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体を積層して設けることと、
を包括することを特徴とする、付記５６、５７、５９、６０、６１のいずれか一つに記載の製造方法。
【０２９２】
（付記６４）
前記少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体は、第１方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、少なくとも別の１つの前記カーボンナノチューブ集合体が第２方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、前記第１方向と前記第２方向との間が０〜１８０°の狭角を成し、好ましくは４５〜１３５°の狭角を成すことを特徴とする付記６３に記載の製造方法。
【０２９３】
（付記６５）
前記少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体に加圧して一体構造として結合させ、又は、接着剤により前記少なくとも２つのカーボンナノチューブ集合体を一体構造として結合させることを特徴とする付記６３に記載の製造方法。
【０２９４】
（付記６６）
前記連続面は、平面或いは曲面とすることを特徴とする付記５６または５７に記載の製造方法。
【０２９５】
（付記６７）
隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に接着剤層又はせん断増粘流体が設けられることを包括することを特徴とする付記６３に記載の製造方法。
【０２９６】
（付記６８）
接着剤及び／又は溶媒を使用或いは使用しないことで、前記緻密化処理を完成させることを包括することを特徴とする付記５７に記載の製造方法。
【０２９７】
（付記６９）
前記カーボンナノチューブ集合体に対して加圧処理を行うことを包括することを特徴とする付記５６、５７、５９、６０、６１のいずれか一つに記載の製造方法。
【０２９８】
（付記７０）
少なくともローラホットプレス、平面プレス機ホットプレスのうちのいずれか１種又は２種方式の組み合わせを選択して前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことを包括することを特徴とする付記６９に記載の製造方法。
【０２９９】
（付記７１）
前記ホットプレス処理で用いる温度は、室温〜３００℃であり、好ましくは８０〜１２０℃であり、圧力が２〜５０Ｍｐａであり、好ましくは４〜８Ｍｐａであることを特徴とする付記７０に記載の製造方法。
【０３００】
（付記７２）
少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の少なくとも１本の前記カーボンナノチューブ上にグラフェンを覆うことを更に含むことを特徴とする、付記５６、５７、５９、６０、６１、６４、６５、６７、６８、７０、７１のいずれか一つに記載の製造方法。
【０３０１】
（付記７３）
前記カーボンナノチューブ集合体の形成過程中又は前記カーボンナノチューブ集合体が形成された後、少なくとも被覆、浸潤、浸漬、吹付塗装のうちのいずれか１種方式を選択してグラフェンと前記カーボンナノチューブ集合体を構成する複数の前記カーボンナノチューブとを結合させることを包括することを特徴とする付記７２に記載の製造方法。
【０３０２】
（付記７４）
防刺複合材料の製造方法であって、
複数のカーボンナノチューブ連続体を１つの連続平面又は曲面上に連続的に集合させると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されてフィルム状のカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ連続体が複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することと、
前記カーボンナノチューブ集合体を柔軟な基布の表面に覆われることで、前記防刺複合材料になることと、
を包括することを特徴とする、製造方法。
【０３０３】
（付記７５）
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、付記７４に記載の製造方法。
【０３０４】
（付記７６）
前記柔軟な基布及び前記柔軟な基布と結合される前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことを包括することを特徴とする付記７４、７５のいずれか一つに記載の製造方法。
【０３０５】
（付記７７）
前記ホットプレス処理の条件は、温度が室温〜１４０℃で、圧力が１〜３０ＭＰａ、時間が１ｍｉｎ以上であることを特徴とする、付記７６に記載の製造方法。
【０３０６】
（付記７８）
前記ホットプレス処理は、温度が１１０〜１２０℃で、圧力が１〜４ＭＰａ、時間が１０〜３０ｍｉｎである第１段階と、温度が１２０〜１４０℃で、圧力が１５〜３０ＭＰａ、時間が１〜３ｍｉｎである第２段階と、を包括し、
又は、温度が室温で、圧力が１〜３０ＭＰａ、時間が１〜３０ｍｉｎであることを特徴とする付記７６に記載の製造方法。
【０３０７】
（付記７９）
防刺複合材料の製造方法であって、複数のカーボンナノチューブ連続体を柔軟な基布の表面上に連続的に集合させすると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されてフィルム状のカーボンナノチューブ集合体を形成させ、従って防刺複合材料になり、前記カーボンナノチューブ連続体は、複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することを包括することを特徴とする、製造方法。
【０３０８】
（付記８０）
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、付記７９に記載の製造方法。
【０３０９】
（付記８１）
前記柔軟な基布及び前記柔軟な基布と結合される前記カーボンナノチューブ集合体に対しホットプレス処理を行うことを包括することを特徴とする付記７９、８０のいずれか一つに記載の製造方法。
【０３１０】
（付記８２）
防弾複合材料の製造方法であって、
複数のカーボンナノチューブ連続体を１つの連続面上に連続的に集合させすると共に緻密化処理を経た後に複数の配向の基本ユニットを形成させ、該複数の基本ユニットが密集して配列されて２次元平面のマクロ構造を有するカーボンナノチューブ集合体を形成させ、前記カーボンナノチューブ連続体は複数のカーボンナノチューブにより無秩序に交り合うことで形成され、かつ緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈することと、
前記カーボンナノチューブ集合体と織物の表面を固着して前記防弾複合材料になることと、
を包括することを特徴とする、製造方法。
【０３１１】
（付記８３）
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成されることを特徴とする、付記８２に記載の製造方法。
【０３１２】
（付記８４）
少なくとも二層の織物を積層して設けて基本構造ユニットを形成することと、
前記基本構造ユニットの少なくとも一側表面に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体、及び／又は前記基本構造ユニット内に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体を嵌め込むことと、
を包括することを特徴とする、付記８２又は８３に記載の製造方法。
【０３１３】
（付記８５）
前記織物は緯糸なし織物で、少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の前記基本ユニットの配向方向が少なくとも１つ前記の織物内の経糸配向方向と同じであることを特徴とする、付記８４に記載の製造方法。
【０３１４】
（付記８６）
前記織物が交織布で、かつ前記基本構造ユニットの裏向ける両側表面を覆う２つの前記カーボンナノチューブ集合体の構造が対称となることを特徴とする、付記８４に記載の製造方法。
【０３１５】
（付記８７）
前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物の表面の間に接着剤を設けることで、前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物を接着させることを包括することを特徴とする、付記８４に記載の製造方法。
【０３１６】
（付記８８）
少なくとも真空処理、ホットプレス、コールドプレスのうちのいずれか方式で前記織物と前記カーボンナノチューブ集合体の間の空気を追い出すことで、前記カーボンナノチューブ集合体と前記織物を密着させることを包括することを特徴とする、付記８４に記載の製造方法。
【図１】
2019509909.tif 000006
【図２】
2019509909.tif 000007
【図３】
2019509909.tif 000008
【図４】
2019509909.tif 000009
【図５ａ】
2019509909.tif 000010
【図５ｂ】
2019509909.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年9月12日(2018.9.12)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ炭素耐衝撃性材料製造用のカーボンナノチューブ集合体であって、前記カーボンナノチューブ集合体は、少なくとも１つの連続平面又は曲面を有するマクロ構造であり、前記少なくとも１つの連続面内に複数のカーボンナノチューブが密集して分布され、かつ前記複数のカーボンナノチューブのうちの少なくとも一部のカーボンナノチューブの少なくとも局所的な断片が前記少なくとも１つの連続面内において連続的に延伸し、
前記カーボンナノチューブ集合体は、複数の配向・配列の基本ユニットを包括し、各前記基本ユニットが複数のカーボンナノチューブにより交り合わせることで形成された２次元の平面構造を包括し、
複数の前記基本ユニットは、前記少なくとも１つの連続面内に密集して配列され、かつ互いに平行となり、前記カーボンナノチューブ集合体がマクロ構造の秩序化という形態になり、
前記基本ユニット内の複数の前記カーボンナノチューブが無秩序に交り合わせることで、前記カーボンナノチューブ集合体を微細構造の無秩序化という形態になる、
ことを特徴とする、カーボンナノチューブ集合体。
【請求項２】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料が防弾複合材料であり、前記防弾複合材料は、
少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブで覆われる織物と、
を包括することを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項３】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料が防刺複合材料であり、かつ前記防刺複合材料は、
少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体と、
少なくとも一側の表面上に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ薄膜で覆われる柔軟な基布と、
を包括することを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項４】
積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体を包括し、各前記カーボンナノチューブ集合体が均しく２次元平面のマクロ構造を呈し、
少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体は第１方向に沿って配向・配列する複数の基本ユニットを含み、少なくとも別の１つの前記カーボンナノチューブ集合体が第２方向に沿って配向・配列する複数の前記基本ユニットを含み、前記第１方向と前記第２方向との間が０〜１８０°の狭角となり、好ましくは４５〜１３５°である、
ことを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項５】
複数のカーボンナノチューブ連続体は、前記少なくとも１つの連続面上に連続的に沈着すると共に緻密化処理を経た後、複数の前記基本ユニットを形成し、
前記カーボンナノチューブ連続体が緻密化処理の前に密閉型、半密閉型又は開放型の２次元又は３次元の空間構造を呈し、
前記カーボンナノチューブ連続体は、浮遊触媒法で製造して形成される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項６】
隣り合う２つの前記基本ユニットの縦方向周縁部の間は間隔をあけ、隣接又は互いに交差して配置される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項７】
隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間は、直接結合され、又は隣接に設けられる２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に接着剤層又はせん断増粘流体が更に設けられる、
ことを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項８】
前記カーボンナノチューブ集合体の表面及び／又は内部にグラフェンが更に分布される、
ことを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項９】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料は、複数のグラフェン集合体を更に包括し、
少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体及び少なくとも１つの前記複数のグラフェン集合体は、２次元平面のマクロ構造を呈し、かつ前記少なくとも１つのカーボンナノチューブ集合体及び前記少なくとも１つの複数のグラフェン集合体が積層して設けられる、
ことを特徴とする、請求項８に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１０】
前記カーボンナノチューブ集合体は、多孔質構造を有し、前記多孔質構造に含まれる孔の孔径が１０ｎｍ〜２００ｎｍで、空隙率が１０％〜６０％とし、
及び／又は、前記カーボンナノチューブの管径は、２ｎｍ〜１００ｎｍとし、
及び／又は、前記カーボンナノチューブ集合体内のカーボンナノチューブ含有量は、９９ｗｔ％以上とする、
ことを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１１】
前記カーボンナノチューブ集合体は、自己支持性カーボンナノチューブ薄膜とする、
ことを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１２】
前記ナノ炭素耐衝撃性材料全体は、軟質フィルム状又は片状の構造とし、
及び／又は、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の厚さは、１〜１００μｍであり、好ましくは５〜１５μｍであり、
及び／又は、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の面密度は、２〜２０ｇ／ｍ２であり、好ましくは５〜１０ｇ／ｍ２であり、
及び／又は、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の引張強度は、１０Ｍｐａ以上で、好ましくは９０ＭＰａ以上であり、より好ましくは２００ＭＰａ以上であり、弾性率が１０Ｇｐａ以上であり、好ましくは３０ＧＰａ以上であり、より好ましくは６０ＭＰａ以上であり、
及び／又は、前記ナノ炭素耐衝撃性材料の耐熱温度範囲は、液体窒素温度〜５００℃とする、
ことを特徴とする、請求項１に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１３】
前記カーボンナノチューブ薄膜の応力≧１０ＭＰａ、伸び率≧２％となり、長手及び短手方向における引張応力の差の絶対値は長手或いは短手方向における引張応力の２０％より小さいか又は等しく、長手及び短手方向における切断時伸びの差の絶対値が長手或いは短手方向における切断時伸びの１０％より小さいか又は等しい、
及び／又は、前記カーボンナノチューブ薄膜の厚さは、前記柔軟な基布の厚さより小さいか又は等しい、
及び／又は、前記柔軟な基布を構成する高性能繊維の強度≧２．０ＧＰａ、弾性率≧８０ＧＰａ、伸び率が３〜５％とする、
ことを特徴とする、請求項３に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１４】
前記柔軟な基布と前記カーボンナノチューブ集合体は、ホットプレスまたは接着剤で結合される、
ことを特徴とする、請求項３に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１５】
前記カーボンナノチューブ集合体は、カーボンナノチューブ薄膜で、かつ前記カーボンナノチューブ薄膜の前記基本ユニットの配向方向における強度が５０ＭＰａ〜１２ＧＰａであり、好ましくは１２０ＭＰａ〜１ＧＰａであり、前記配向方向に直交する強度が３０ＭＰａ〜１０ＧＰａであり、好ましくは６０ＭＰａ〜８００ＭＰａである、
及び／又は、前記織物を構成する単糸の引張強度は２２ＣＮ／ｄｔｅｘ以上であり、好ましくは３５ＣＮ／ｄｔｅｘ以上である、
及び／又は、高性能繊維織物の面密度は、３５〜２２０ｇ／ｍ２であり、より好ましくは１２０〜１６０ｇ／ｍ２である、
及び／又は、前記高性能繊維織物を構成する高性能繊維は、超高分子量ポリエチレン繊維、アラミド繊維及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維のいずれか１種又は数種の組み合わせが挙げられる、
ことを特徴とする、請求項２に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１６】
積層して設けられる少なくとも二層の織物及び／又は積層して設けられる少なくとも２つの前記カーボンナノチューブ集合体を包括し、前記カーボンナノチューブ集合体がフィルム状である、
ことを特徴とする、請求項２に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１７】
隣接する二層の前記織物間に少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体が分布される、
又は、隣接する２つの前記カーボンナノチューブ集合体の間に少なくとも一層の前記織物が分布される、
ことを特徴とする、請求項１６に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１８】
隣接する二層の前記織物が緯糸なし織物で、かつうちの一層の前記織物の経糸配向方向と他層の前記織物の経糸配向方向との間で０〜１８０°の狭角を成し、好ましくは４５°〜１３５°の狭角を成す、
又は、隣接する二層の前記織物間の少なくとも１つの前記カーボンナノチューブ集合体内の前記基本ユニットの配向方向は、うちの少なくとも１つの前記織物内の経糸配向方向と同じ、前記織物が緯糸なし織物である、
ことを特徴とする、請求項１６に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項１９】
少なくとも１つの前記織物の裏向ける両側表面に前記カーボンナノチューブ集合体が結合される、
ことを特徴とする、請求項２に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【請求項２０】
前記防刺複合材料で製造された防刺構造を包括し、前記防刺構造は、積層して設けられるＮ個のサブユニットを含み、各サブユニットが前記防刺複合材料を含み、
Ｎが４の整数倍であり、
前記サブユニット内のカーボンナノチューブ集合体の基本ユニットは、第１方向に沿って配向・配列し、もう１つの前記サブユニット内のカーボンナノチューブ集合体の基本ユニットが第２方向に沿って配向・配列し、前記第１方向と前記第２方向との間が０〜１８０°の狭角となり、好ましくは４５〜１３５°の狭角となる、
ことを特徴とする、請求項３に記載のカーボンナノチューブ集合体。
【国際調査報告】
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